桥梁一般由上部结构、下部结构、支座系统和附属设施四个基本部分组成。
上部结构通常又称为桥跨结构,是在线路中断时跨越障碍的主要承重结构;下部结构包括桥墩、桥台和基础;桥梁附属设施包括桥面系、伸缩缝、桥头搭板和锥形护坡等,桥面系包括桥面铺装(或称行车道铺装)排水防水系统、栏杆(或防撞栏杆)、灯光照明等。
二、相关尺寸术语1.梁式桥净跨径是设计洪水位上相邻两个桥墩(或桥台)之间的净距,用l表示。对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。
2.总跨径是多孔桥梁中各孔净跨径的总和,也称桥梁孔径,它反映了桥下宜泄洪水的能力。
3、计算跨径对于具有支座的桥梁,是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离,用l0表示。拱圈(或拱肋)各截面形心点的连线称为拱轴线。计算跨径为拱轴线两端点之间的水平距离。
4.桥梁全长简称桥长,是桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离,以L表示。对于无桥台的桥梁为桥面系行车道的全长。
5.桥梁高度简称桥高,是指桥面与低水位(或地面)之间的高差,或为桥面与桥下线路路面之间的距离。桥高在某种程度上反映了桥梁施工的难易性。
6.桥下净空高度是设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间的距离,以H表示,它应保证能安全排洪,并不得小于对该河流通航所规定的净空高度。
7,建筑高度是桥上行车路面(或轨顶)标高至桥跨结构最下缘之间的距离,它不仅与桥梁结构的体系和跨径的大小有关,而且还随行车部分在桥上布置的高度位置而异。公路(或铁路)定线中所确定的桥面(或轨顶)标高,对通航净空顶部标高之差。又称为容许建筑高度。桥梁的建筑高度不得大于其容许建筑高度,否则就不能保证桥下的通航要求。
8.净矢高是从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下线最低点之连线的垂直距离,以f0表示;计算矢高是从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离,以f表示。
9.矢跨比是拱桥中拱圈(或拱肋)的计算矢高f0与计算跨径l0之比(f0/l0),也称拱矢度。它是反映拱桥受力特性的一个重要指标。
10.涵洞是用来宣泄路堤下水流的构造物。通常在建造涵洞处路堤不中断。为了区别于桥梁,单孔跨径不到5m的结构物,均称为涵洞。
三、桥梁的分类(一)按桥梁的结构分类
按结构体系划分。有梁式桥、拱桥、刚架桥、悬索桥四种基本体系,其他还有几种由基本体系组合而成的组合体系等。
1.梁式体系
梁式体系的承重结构是以梁的抗弯能力来承受荷载的。梁分简支梁、悬臂梁、固端梁和连续梁等。悬臂梁、固端梁和连续梁都是利用支座上的卸载弯矩去减少跨中弯矩,使梁跨内的内力分配更合理,以同等抗弯能力的构件断面就可建成更大跨径的桥梁。
2、拱式体系
拱式体系的主要承重结构是拱肋(或拱箱),以承压为主,可采用抗压能力强的圬工材料(石、混凝土与钢筋混凝土)来修建。拱分单铰拱、双铰拱、三铰拱和无铰拱。拱是有推力的结构,对地基要求较高,一般常建于地基良好的地区。混凝土拱桥因铰的构造复杂、不易制作,故一般采用无铰拱体系。无铰拱结构的外部增加了超静定次数,将引起更大的附加内力,为了获得结构合理的受力状态,在拱桥设计中,必须寻求合理的拱轴线形式。
3刚架桥
刚架桥是介于梁与拱之间的一种结构体系,它是由受弯的上部梁(或板)结构与承压的下部柱(或墩)整体结合在一起的结构。由于梁与柱的刚性连接,梁因柱的抗弯刚度置得到卸载作用,整个体系是压弯结构,也是有推力的结构。刚架分直腿刚架与斜腿刚架。刚架桥的桥下净空比拱桥大,在同样净空要求下可修建较小的跨径。刚架桥施工较复杂。一般用于跨径不大的城市桥或公路高架桥和立交桥。
4.悬索桥
悬索桥指以悬索为主要承重结构的桥。其主要构造是缆、塔、锚、吊索及桥面,一般还有加劲梁。其受力特征是。荷载由吊索传至缆,再传至锚墩,传力途径简捷、明确。悬索桥的特点是。构造简单,受力明确。跨径愈大,材料耗费愈少、桥的造价愈低。悬索桥是大跨桥梁的主要形式、因其主要构件受拉力,材料利用效率最高,更由于近代悬索桥的主缆采用高强钢丝,悬索桥的自重较轻,在刚度满足使用要求的情况下,能充分显示出其优越性。使其比其他形式的桥梁更能经济合理地修建大跨度桥。
5.组合体系
(1)连续刚构
连续刚构都是由梁和刚架相结合的体系,它是预应力混疑土结构采用悬臂施工法而发展起来的一种新体系。
(2)梁、拱组合体系
这类体系中有系杆洪、桁架拱、多跨拱梁结构等。它们利用梁的受弯与拱的承压特点组成联合结构。
(3)斜拉桥
它是由承压的塔、受拉的索与承弯的梁体组合起来的一种结构体系。梁体用拉索多点拉住,好似多跨弹性支承连续梁,使梁体内弯矩减小,降低了建筑高度;又因栓焊连接与正交异性板的箱形断面构造的应用、使结构充分利用材料的受力特性,从面减小了结构自重,节省了材料。
(二)桥梁的其他分类
1.按用途划分。有公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、农桥、人行桥、运水桥(渡槽)及其他专用桥梁(如通过管路、电缆等)。
2.按桥梁全长和跨控的不同,分为特大桥、大桥、中桥和小桥。
3.按主要承重结构所用的材料划分,有圬工桥(包括砖、石、混凝土桥)、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥和木桥等。
4.按跨越障碍的性质,可分为跨河(海)桥、跨线(立体交叉)桥、高架桥和栈桥。
5.按上部结构的行车道位置,分为上承式桥、下承式桥和中承式桥。
1B413012桥梁基础分类和受力特点桥梁基础按施工方法可分为扩大基础、桩基础、沉井、地下连续墙等,下面分别介绍各类基础的分类及受力特点。
一、扩大基础所谓扩大基础,是将墩(台)及上部结构传来的荷载由其直接传递至较浅的支承地基的一种基础形式,一般采用明挖基坑的方法进行施工,故又称为明挖扩大基础或浅基础。扩大基础按其施工方法分为机械开挖基坑浇筑法、人工开挖基坑浇筑法、土石围堰开挖基坑浇筑法、板桩围堰开挖基坑浇筑法。
扩大基础按其材料性能特点可分为配筋与不配筋的条形基础和单独基础。无筋扩大基础常用的有混凝土基础、片石混凝土基础等。不配筋基础的材料都具有较好的抗压性,但抗拉、抗剪强度不高,设计时必须保证发生在基础内的拉应力和剪应力不超过相应的材料强度设计值。钢筋混凝土扩大基础的抗弯和抗剪性能良好,可在竖向荷载较大、地基承载力不高以及承受水平力和力矩荷载下使用。
扩大基础是由地基反力承担全部上部荷载,将上都荷载通过基础分散至基础底面。使之满足地基承载力和变形的要求。扩大基础主要承受压应力,一般用抗压性能好,抗弯拉、抗剪性能较差的材料(如混凝土、毛石、三合土等)建造,适用于地基承载力较好的各类土层,根据土质情况分别采用铁镐、十字镐、挖掘机、爆破等设备与方法开挖。
扩大基础在埋置深度和构造尺寸确定以后,应先根据最不利而且有可能情况下的荷载组合,计算出基底的应力,然后进行基础的合力偏心距、稳定性以及地基的强度(包括持力层、软弱下卧层的强度)的验算,需要时还应进行地基变形的验算。
二、桩基础桩基础是深入土层的柱形结构,其作用是将作用于桩顶以上的结构物传来的荷载传到地基持力层中去。当荷截较大或桩数量较多时需在桩顶设承台将所有基桩连接成一个整体共同承担上部结构的荷载。
桩是垂直或微斜埋置于土中的受力杆件,它的横截面尺寸比长度小得多,其所承受的荷载由桩侧土的摩阻力及桩端地层的反力共同承担。
1.桩的分类
(1)按桩的使用功能分类
①竖向抗压桩;主要承受竖向下压荷载(简称竖向荷载)的桩,应进行竖向承载力计算,必要时还需计算桩基沉降,验算软弱下卧层的承载力以及负摩阻力产生的下拉荷载。
②竖向抗拔桩;主要承受竖向上拔荷载的桩,应进行桩身强度和抗裂计算以及抗拔承载力验算。
③水平受荷桩。主要承受水平荷载的桩,应进行桩身强度和抗裂验算以及水平承载力和位移验算。
④复合受荷桩;承受竖向、水平荷载均较大的桩,应按竖向抗压(或抗拔)性及水平受荷桩的要求进行验算。
(2)按桩承载性能分类
①摩擦桩。当软土层很厚,桩端达不到坚硬土层或岩层上时,则桩顶的极限荷载主要靠桩身与周围土层之间的摩擦力来支承,桩尖处土层反力很小,可忽略不计。
②端承桩。桩穿过软弱土层,桩端支承在坚硬土层或岩层上时。则桩顶极限荷载主要靠桩尖处坚硬岩土层提供的反力来支承,桩侧摩擦力很小,可忽略不计。
③摩擦端承桩。桩预的极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担,但主要由桩端阻力承受。
④端承摩擦桩。桩荫的极限荷载出桩侧阻力和柱端阻力共同承担,但主要由桩侧阻力承受。
(3)按桩身材料分类
可分为木桩、混凝土桩、钢桩、组合桩等。
(4)按桩径大小分类
①小桩。桩径d≤250mm。
②中等直经桩。250mm<d≤800mm
③大直径桩;桩经d>800mm。因为桩径大且桩端还可以扩大,因此,单桩承载力较高。此类桩除大直径钢管桩外,多数为钻、冲、挖孔灌注桩,近年来的发展较快,应用范围遂渐增大,并可实现柱下单桩的结构形式。
(5)按施工方法分类
可分为沉桩、钻孔灌注桩、挖孔桩,其中沉桩又分为锤击沉桩法、振动沉桩法、射水沉桩法、静力压桩法。
①沉桩。锤击沉桩法一般适用于松散、中密砂土、黏性土,桩锤有坠锤、单动汽锤,双动汽锤、柴油机锤、液压锤等。可根据土质情况选用适用的桩锤;振动沉桩法一般适用于砂土、硬塑及软塑的黏性土和中密及较松的碎石土;射水沉桩法适用在密实砂土、碎石土的土层中,用锤击法或振动法沉桩有困难时,可用射水法配合进行;静力压植法在标准贯入度N<20的软黏土中。可用特制的液压机,机械千斤顶或卷扬机等设备沉入各种类型的桩;钻孔埋置桩为钻孔后,将预制的钢筋混凝土圆形有底空心桩埋入,并在桩周压注水泥砂浆固结而成,适用于在黏性土、砂土、碎石土中埋置大量的大直径圆桩。
②钻孔灌注桩适用于黏性土、砂土、砾卵石、碎石、岩石等各类土层。
③挖孔灌注桩适用于无地下水或少量地下水、且较密实的土层或风化岩层。
2.桩基础的受力计算
基桩的计算,可按下列规定进行。
(1)承台底面以上的竖直荷载假定全部由基桩承受。
(2)桥台土压力可按填土前的原地面起算,当基桩上部位于内摩擦角小于20°的软土中时,应验算桩因该层土施加于基桩的水平力所产生的挠曲。
(3)在一般情况下,桩基不需进行抗倾覆和抗滑动的验算;但在特殊情况下,应验算桩基向前移动或被剪断的可能性。
(4)在软土层较厚,持力层较好的地基中,桩基计算应考虑路基填土荷载或地下水位下降所引起的负摩阻力的影响。
三、沉井沉井基础是一种断面和刚度均比桩要大得多的井筒状结构,是依靠在井内挖土,借助井体自重及其他辅助措施而逐步下沉至预定设计标高,最终形成的一种结构深基础形式。沉井基础施工时占地面积小。坑壁不需设临时支撑和防水围堰或板桩围护,与大开挖相比较,挖土量少,对邻近建筑物的影响比较小、操作简便,无需特殊的专业设备。
当桥梁结构上部荷载较大,而表层地基土的容许承载力不足。但在一定深度下有好的持力层,扩大基础开挖工作量大,施工围堰支撑有困难,或采用桩基础受水文地质条件限制时,采用沉井基础与其他深基础相比,经济上较为合理。
沉井是桥梁墩台常用的一种深基础形式,有较大的承载面积,可以穿过不同深度覆盖层,将基底放置在承载力较大的土层或岩面上,能承受较大的上部荷载。
沉井基础刚度大,有较大的横向抗力,抗振性能可靠,尤其适用于竖向和横向承载力大的深基础。
沉井基础按其制作条件和制作方式可分为就地浇筑下沉沉井、浮运就位沉井;按其横截面形状分为圆形、矩形、椭圆形、圆端形、多边形及多孔井字形沉井等;按其竖向剖面形状可分为柱形、锥形、阶梯形沉井等;按材料可分为混凝土、钢筋混凝土、钢、砖、石、木沉井等。
四、地下连续墙地下连续墙是采用膨润土泥浆护壁,用专用设备开挖出一条具有一定宽度与深度的沟槽。在槽内设置钢筋笼,采用导管法在泥浆中浇筑混凝土,筑成一单元墙段,依次顺序施工,以某种接头方法连接成的一道连续的地下钢筋混凝土墙。
地下连续墙具有多功能性。可适用于各种用途,通常可作为基坑开挖时防渗、挡土或挡水围堰,或邻近建筑物基础的支护,或直接作为承受上部荷载的基础结构。地下连续墙可用于除岩溶和地下承压水很高处的其他各类土层中施工。
地下挡土墙墙体刚度大,主要承受竖向和侧向荷截,通常既要作为永久性结构的一部分,又要作为地下工程施工过程中的防护结构,因此,设计时应计算在施工期间及使用各个阶段,各种支承条件下的墙体内力。作用在墙体上的荷载,除自重外,主要有水压力、土压力、地震力以及上部荷载、施工荷载等。
地下连续墙分类如下。
按成墙方式可分为;桩排式、壁板式、组合式。
按墙的用途可分为;临时挡土墙、防渗墙、用作主体结构一部分兼作临时挡土墙的地下连续墙、用作多边形基础兼作墙体的地下连续墙。
按增体材料可分为;钢筋混凝土墙、塑性混凝土墙、固化灰浆墙、自硬泥浆墙、泥浆槽墙、后张预应力地下连续墙、钢制地下连续墙。
按挖槽方式大致可分为;抓斗式、冲击式、回转式。按施工方法可分为。现浇墙、预制墙、现浇及预制组合墙。
1B413013桥梁下部结构类型和受力特点公路桥梁下部结构可分为重力式桥墩、重力式桥台、轻型桥墩、轻型桥台。
(一)重力式墩、台
重力式桥墩与重力式桥台的主要特点是靠自身重量来平衡外力而保持其稳定,因此。墩、台身比较厚实,可以不用钢筋。而用天然石材或片石混凝土砌筑。它适用于地基良好的大、中型桥梁,或流冰、漂浮物较多的河流中。在砂石料方便的地区,小桥也往往采用。主要缺点是圬工体积较大,因而其自重和阻水面积也较大。
拱桥重力式桥墩分为普通墩与制动墩,制动墩要能承受单向较大的水平推力,防止出现一侧的拱桥倾塌,因而尺寸较厚实;与梁桥重力式桥墩相比较,具有拱座等构造设施。
梁桥和拱桥上常用的重力式桥台为U形桥台,它适用于填士高度在8-10m以下或跨度稍大的桥梁。缺点是桥台体积和自重较大,也增加了对地基的要求。此外,桥台的两个侧墙之间填土容易积水,结冰后冻胀,使侧墙产生裂缝,所以宜用渗水性较好的土夯填,并做好台后排水措施。
(二)轻型墩、台
1.梁桥轻型桥墩、台
(1)梁桥轻型桥墩
①钢筋混凝土薄壁桥墩;施工简便,外形美观,过水性良好,适用于地基土软弱的地区。需耗费用于立模的木料和一定数量的钢筋。
②柱式桥墩。外形美观,圬工体积少,而且重量较轻。
③钻孔桩柱式桥墩。适合于多种场合和各种地质条件。通过增大桩径、桩长或用多排桩加建承台等措施,也能适用于更复杂的软弱地质条件以及较大的跨径和较高的桥墩。
④柔性排架桩墩;优点是用料省、修建简便、施工速度快。主要缺点是用钢量大,使用高度和承载能力受到一定限制。因此它只适合于在低浅宽滩河流、通航要求低和流速不大的水网地区河流上修建小跨径桥梁时采用。
(2)梁桥轻型桥台
①设有支撑梁的轻型桥台。适用于单跨桥梁,桥孔跨径6-10m,台高不超过6m。
②埋置式桥台。桥台所受的土压力小,桥台的体积相应的减少。但是由于台前护坡是用片石做表面防护的一种永久性设施,存在被洪水冲毁而使台身裸露的可能,故设计时必须慎重地进行强度和稳定的验算。分为后倾式、肋形埋置式、双柱式、框架式等类型。其中桩柱式桥台对于各种土壤地基都适宜。其适用范围是;桥孔跨径8-20m,填土高度3-5m。当填土高度大于5m时,宜采用框架式埋置式桥台。
③钢筋混凝土薄壁桥台。适用于软弱地基的条件,但其构造和施工比较复杂,并且钢筋用量也较多。
④加筋土桥台。在台后路基填土不被冲刷的中、小跨径桥梁,台高3-5m时,可采用加筋土桥台。
2.拱桥轻型桥墩、台
(1)拱桥轻型桥墩
①带三角杆件的单向推力墩。只在桥不太高的旱地上采用。
②悬臂式单向推力墩。适用于两铰双曲拱桥。
(2)拱桥轻型桥台
拱桥轻型桥台适用于13m以内的小跨径拱桥和桥台水平位移量很小的情况。其工作原理是,当桥台受到拱的推力后,便发生绕基底形心轴而向路堤方向的转动,此时台后的土便产生抗力来平衡拱的推力,从而使桥台的尺寸较小。
①八字形桥台;适合于桥下需要通车或过水的情况。
②U形桥台;适合于较小跨径的桥梁。
③背撑式桥台。适用于较大跨径的高桥和宽桥。
④靠背式框架桥台适合于在非岩石地基上修建拱桥桥台。
拱桥的其他形式桥台。
①组合式桥台。适用于各种地质条件。
②空股式桥台。一般是在软土地基、河床无冲刷或冲刷轻微、水位变化小的河道上采用。
③齿槛式桥台。适用于软土地基和路堤较低的中小跨径拱桥。
二、桥梁下部结构的构造特点与受力特点(一)桥梁下部结构的构造特点
1.重力式桥墩;梁桥重力式桥墩由墩帽、墩身、基础等组成,墩帽要满足支座布置和局都承压的需要;与梁桥重力式桥墩相比较。拱桥重力式桥墩具有拱座等构造设施,且制动墩要比普通墩尺寸更厚实,能承受单向较大的水平推力,防止倾塌。
2.重力式桥台(U形桥台)。由台帽、背墙、台身(前墙、侧墙)、基础、锥坡等几部分组成。背墙、前增与侧墙结合成一体,兼有挡土墙和支撑墙的作用。
3.梁桥轻型桥墩
(1)钢筋混凝土薄壁桥墩。圬工体积小,结构轻巧,比重力式桥墩可节约圬工量70%左右。
(2)柱式桥墩;由分离的2根或多根立挂(或桩柱)组成,是公路桥梁中采用较多的桥墩形式之一。
(3)柔性排架桩墩。由单排或双排的钢筋温凝土桩与钢筋混凝土盖梁连接面成。其主要特点是,可以通过一些构造措施,将上部结构传来的水平力(制动力、温度影响力等)传递到全桥的各个柔性墩台或相邻的刚性墩台上,以减少单个柔性墩所受到的水平力,从而达到减小桩墩截面的目的。
4梁桥轻型桥台
(1)设有支撑梁的轻型桥台;台身为直立的薄壁墙、台身两侧有翼墙、在两桥台下部设置支撑梁,上部结构与桥台锚栓连接,构成四铰框架。
(2)埋置式桥台。将台身埋在锥形护坡中,只露出台帽在外以安置支座及上部结构。
(3)钢筋混凝土薄壁桥台。由扶壁式挡土墙和两侧的薄壁侧墙构成。
(4)加筋土桥台;一般由台帽和由竖向面板、拉杆、锚定板及其间填料共同组合的台身组成。
5.拱桥轻型桥墩
(1)带三角杆件的单向推力墩。在普通墩的墩柱上,从两侧对称地增设钢筋混凝土斜撑和水平拉杆,用来提高抵抗水平推力的能力。为了提高构件的抗裂性,可以采用预应力混凝土结构。
(2)悬臂式单向推力墩。墩柱顶部向两桥跨处伸出悬臂段,当该墩的一侧桥孔遭到破坏以后,可以通过另一侧拱座上的竖向分力与悬臂长所构成的稳定力距来平衡由拱的水平推力所导致的倾覆力矩。
6.拱桥轻型桥台
(1)八字形桥台;台身由前墙和两侧的八字翼境构成。
(2)U形桥台;由前墙和平行于车行方向的侧墙组成、与U形重力式桥台比较,桥台侧墙是拱上侧墙的延伸。
(3)背撑式桥台。在八字形桥台或U形桥台的前墙背后加一道或几道背撑,稳定性好。
(4)靠背式框架桥台。用三角形框架把台帽、前壁、耳墙和设置在不同标高且具有不同斜度的分离式基础连接而成。水平和仰斜的基底能满足施工期间的稳定性,且能合理承受主拱作用力。
(二)桥梁下部结构的受力特点
桥梁墩台承担着桥梁上部结构所产生的荷载,并将荷载有效地传递给地基基础,起着“承上启下”的作用。
桥墩为多跨桥梁中的中间支承结构物,除承受上部结构产生竖向力、水平力和弯矩外,还承受风荷载、流水压力及可能发生的地震作用、冰压力、车辆和船只或漂流物的推击力。
桥台设置在桥梁两端、除了支承桥跨结构外,又是衔接两岸接线路堤的构筑物;它既要能挡土护岸,又能承受台背填土及填土上车辆荷载所产生的附加土侧压力。
桥梁墩台不仅自身应有足够的强度,刚度和稳定性,面且对地基的承载能力,沉降量、地基与基础之间的摩阻力等也都提出一定的要求,避免在上述荷载作用下产生危害桥梁整体结构的水平、竖向位移和转角位移。
桥梁墩台受力计算时的荷载及其组合应根据可能出现的各种荷载情况进行最不利的荷载组合。
1B413014桥梁上部结构分类和受力特点1斜交板桥
(1)荷载有向两支承边之间最短距离方向传递的趋势。
(2)各角点受力情况可用比拟连续梁的工作来描述,钝角处产生较大的负弯矩,反力也较大,锐角点有向上翘起的趋势。
(3)在均布荷载作用下,当桥轴向的跨长相同时,斜板桥的最大跨内弯矩比正桥要小。
(4)在均布荷载作用下,当桥轴向的跨长相同时,斜板桥的跨中横向弯矩比正桥要小。
2.装配式钢筋混凝土简支T梁;梁肋与翼板(桥面板)结合在一起作为承重结构,肋与肋之间的处于受拉区域的混凝土得到较大挖空、减轻结构自重。既充分利用扩展的桥面板的抗压能力,又有效地发挥了梁肋下部受力钢筋的抗拉作用。
3.预应力混凝土简支T梁:预应力混凝土简支梁存在核心距的概念,其越大则抗力效应增加,为提高核心距,在构造上可采用大翼缘、薄肋板、宽矮马蹄的结构形式。配合梁内正弯矩的分布,防止混疑土出现拉应力,纵向预应力筋在梁端弯起,弯起可增强支点附近的抗剪能力。
4.连续体系桥梁
(1)由于支点存在负弯矩,使跨中正弯矩显著减少,可以减少跨内主梁的高度,提高跨径,当加大支点截面附近梁高形成变截面时,还可进一步降低跨中弯矩。
(2)由于是超静定结构、产生附加内力的因素包括预应力、混凝土的收缩徐变,墩台不均匀沉降、截面温度梯度变化等。
(3)配筋要考虑正负两种弯矩的要求,顶推法施工要考虑戴面正负弯矩的交替变化。
5.斜拉桥
(1)斜拉索相当于增大了偏心距的体外索,充分发挥抵抗负弯矩的能力,节约钢材。
(2)斜拉索的水平分力相当于混凝土的预压力。
(3)主梁多点弹性支承,高跨比小,自重轻,提高跨径。
6.悬索桥
(1)主缆为主要承重结构,其巨大的拉力需要牢固的地锚承受,对于连续吊桥,中间地锚的两侧拉索水平推力基本平衡,主要利用自重承受向上的竖向力。
(2)主缆的变形非线性,一般采用挠度理论或变形理论,挠度理论是考虑原有荷载(如恒载)已产生的主缆轴力对新的荷载(如活载)产生的竖向变形(挠度)将产生一种新的抗力,在变形之后再考虑内力的平衡;变形理论将悬索桥看作为由各单根构件所组合的结构体系,在力学分析中先计算每个构件的刚度,放入结构体系的矩阵内,进行总体平衡的求积。
7.拱桥
拱桥的拱圈是桥跨结构的主要承载部分。在竖直荷载作用下,拱端支撑处不仅有竖向反力,还有水平推力,这样拱的弯矩比和同跨径的梁的弯矩小得多,而使整个拱主要承受压力。
1B413015桥梁计算荷载一、桥梁设计作用的分类作用是公路桥涵设计专业术语,其定义为:施加在结构上的一组集中力或分布力,或引起结构外加变形或约束变形的原因,前者称为直接作用,亦称荷载,后者称间接作用。公路桥涵设计采用的作用分为永久作用、可变作用、偶然作用和地震作用四类,规定见表1B413015-1
二、桥梁工程作用取值方法
1、公路桥涵设计时,对不同的作用应采用不同的代表值。
(1)永久作用的代表值为其标准值。永久作用标准值可根据统计、计算,并结合工程经验综合分析确定。
(2)可变作用的代表值包括标准值,组合值、频遇值和准永久值。组合值、频遇值和准水久值可通过可变作用的标准值分别乘以组合值系数φf、频遇值系数φc和准永久值系数φq来确定。
(3)偶然作用取其设计值作为代表值。可根据历史记载、现场观测和试险,并结合工程经验综合分析确定,也可根据有关标准的专门规定确定。
(4)地震作用的代表值为其标准值。地震作用的标准值应根据现行《公路工程抗震规范》JTGB02-2013的规定确定。
2.作用的设计值应为作用的标准值或组合值乘以相点的作用分项系数。
3.作用的代表值按下列规定取用。
(1)永久作用的标准值。结构重力包括结构自重及桥面铺装,附属设备等附加重力,可按结构构件的设计尺寸与材料的重力密度计算确定。
(2)可变作用的标准值应符合下列规定:
①汽车荷载分为公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级;汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。桥梁结构的整体计算采用车道荷载;桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算采用车辆荷载。车辆荷载与车道荷裁的作用不重叠。
②车道荷载的计算图式如图1B413015所示。
③公路-Ⅰ级车道荷载的均布荷载标准值为qk=10.5kN/m。集中荷载标准值按以下规定选取。桥梁计算跨径小于或等于5m时,Pk=270kN;桥梁计算跨径等于或大于50m时,Pk=360kN;桥梁计算跨径在5-50m之间时,Pk值采用直线内插求得。计算剪力效应时,上述集中荷载标准值Pk应乘以1.2的系数。
④公路-Ⅱ级车道荷载的均布荷载标准值qk和集中荷载标准值Pk按公路-Ⅰ级车道荷载的0.75倍采用。
⑤车道荷载的均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上。集中荷载标准值只作用于相应影响中一个最大影响线峰值处。
⑥人群荷载标准值按下列规定采用。
当桥梁计算跨径小于或等于50m时,人群荷载标准值为3.0kN/m。当桥梁计算跨径等于或大于150m时,人群荷载标准值为2.5kN/m;当桥梁计算跨径在50-150m之间时,可由线性内插得人群荷载标准值。对跨径不等的连续结构,以最大计算跨径为准。
非机动车、行人密集的公路桥梁,人群荷载标准值取上述规定值的1.15倍。专用人行桥梁,人群荷载标准值为3.5N/m。
⑦可变作用频遇值为可变作用标准值乘以频遇值系数φc。可变作用准永久值为可变作用标准值乘以准永久值系数φq。
(3)偶然作用应根据调查,试验资料,结合工程经验确定其标准值。
(4)公路桥梁地震作用应符合现行《公路工程抗震规范》JTB02-2013和《公路桥梁抗震设计细则》JTC/TB02-01-2008的规定:
三、作用组合效应1.公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用,按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组合,取其最不利组合效应进行设计;
(1)在结构上可能同时出现的作用,才进行其效应的组合。当结构或结构构件需做不同受力方向的验算时,则应以不同方向的最不利的作用效应进行组合。
(2)可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时,该作用不应参与组合。实际不可能同时出现的作用或同时参与组合概率很小的作用,按表1B413015-2规定不考虑其作用效应的组合。
(3)施工阶段作用效应的组合,应按计算需要及结构所处条件而定,结构上的施工人员和施工机具设备均应作为临时荷载加以考虑。组合式桥梁,当把底梁作为施工支撑时,作用效应宜分两个阶段组合,底梁受荷为第一个阶段,组合梁受荷为第二个阶段。
(4)多个偶然作用不同时参与组合。
(5)地震作用不与偶然作用同时参与组合。
2.公路桥梁结构按承载能力极限状态设计时,应采用以下两种作用效应组合。
(1)基本组合。永久作用的设计值与可变作用设计值相结合。
(2)偶然组合。永久作用标准值与可变作用某种代表值,一种偶然作用标准值相组合。与偶然作用同时出现的可变作用,可根据观测资料和工程经验取用频遇值或准水久值。
(3)作用地震组合的效应设计值应按现行《公路工程抗震规范》JTCB02-2013的有关规定计算。
3.公路桥梁结构按正常使用极限状态设计时,应根据不同的设计要求,采用作用的频遇组合或准永久组合,并符合下列规定:
(1)频遇组合。永久作用标准值与汽车荷载频遇值、其他可变作用准永久值相组合。
(2)准永久组合。永久作用标准值与可变作用准永久值机组合。
1B413020常用模板、支架和拱架的设计与施工1B413021常用模板、支架和限架的设计承包人应在制作模板、拱架和支架前14d,向监理工程师提交模板,拱架和支架的施工方案,施工方案应包括工艺图和强度、刚度与稳定性等的计算书,经监理工程师批准后才能制作和架设。监理工程师的批准及制作、架设过程中的检查,并不免除承包人对此应负的责任。
一、一般规定1.模板宜采用的钢材、胶合板或其他适宜的材料制作;支架宜采用钢材或常备式定型钢构件等材料制作。
2.模板和支架应具有足够的强度、刚度和稳定性,应能承受施工过程中所产生的各种荷载。
3.模板应能与混凝土结构或构件的特征,施工条件和浇筑方法相适应,应保证结构物各部位形状尺寸和相互位置的准确。
4.模板的板面应平整,接缝处应严密且不漏浆;模板与混凝土的接触面应涂刷隔离剂,但不得采用废机油等油料,且不得污染钢筋及混凝士的施工缝。
5.支架应稳定、坚固,应能抵抗在施工过程中可能发生的振动和偶然撞击。
6.支架不得与应急安全通道相连接。
7.在模板上设置的吊环应采用HPB300钢筋,严禁采用冷加工钢筋制作,每个吊环应按两肢截面计算.在模板白重标准值作用下,吊环的拉应力应不大于65MPa。
二、模板、支架和拱架的设计(一)设计的一般要求
1.模板和支架均应进行施工图设计,经批准后方可用于施工,施工图设计应包括下列内容。
(1)工程概况和工程结构简图;
(2)结构设计的依据和设计计算书;
(3)总装图和细部构造图;
(4)制作、安装的质量及精度要求;
(5)安装、拆除时的安全技术措施及注意事项。
(6)材料的性能质量要求及材料数量表;
(7)设计说明书和使用说明书。
2.模板背面应设置主肋和次肋作为其支承系统,主肋和次肋的布置应根据模板的荷载和刚度要求进行。次肋的配置方向应与模板的长度方向相垂直,应能直接承受模板传递的荷载,其间距应按荷载数值和模板的力学性能计算确定;主肋应承受次肋传递的荷载且应能起到加强模板结构的整体刚度和调整平直度的作用,支架或支撑的着力点应设置在主肋上。
3.支架的立杆之间应根据其受力要求和结构特点,设置水平和斜向等支撑连接杆件,增强支架的整体刚度和稳定性。
4.托架结构宜设置成三角形,且与预埋件的连接固定方式应可靠。
(二)设计与验算
1.模板、支架的设计应考虑下列各项荷载,并应按表1B13021的规定进行荷载组合。
(1)模板支架自重。
(2)新浇筑混凝土、钢筋预应力筋或其他圬工结构物的重力。
(3)施工人员及施设备、施工材料等荷载。
(4)振捣混凝土时产生的振动荷载。
(5)新浇筑混凝土对模板侧面的压力。
(6)混凝土入模时产生的水平方向的冲击荷载。
(7)设于水中的支架所承受的水流压力、波浪力、流冰压力、船只及其他漂浮物的撞击力;
(8)其他可能产生的荷载,如风荷载、雪荷载、冬季保温设施荷载等。
模板、支类和拱菜设计计算的有载组合表18413021-1
模板培构名称 |
荷载组合 | |
计算强度用 |
验算刚度用 | |
梁、板和拱的底模板以及支承板、支架及拱等 |
(1) (2) (3) (4) (7) (8) |
(1) (2) (7) (8) |
缘石、人行道、栏料、柱、梁、板、拱等的侧模板 |
(4) (5) |
(5) |
基磁、墩台等厚大建筑物的侧模板 |
(5) (6) |
(5) |
普逍模板荷载计算参考致据表1B413021-2
模板、支架和拱架的重度 |
松树木材 |
橡木落叶松 |
阔叶树木材 |
杉木枞木 |
组合钢模及连接件 |
组合钢模连接件及钢楞 |
6 |
7.5 |
8 |
5 |
0.5 |
0.75 | |
新浇筑混凝土和钢筋混凝土的重度 |
混凝土或片石混凝土 |
钢筋混凝土(以体积计算的含筋量) | ||||
≤2%时 |
>2%时 | |||||
24 |
25 |
26 |
2.拱架设计荷载应根据结构特点和施工荷载特性分析取用,拱圈的自重荷载宜乘以1.2倍系数。在计算荷载作用下,应按可能产生的最不利荷载组合验算拱架的强度、刚度和稳定性。
3.验算模板、支架及拱架的刚度时,其变形值不得超过下列数值。
(1)结构表面外露的模板,挠度为模板构件跨度的1/400;
(2)结构表面隐蔽的模板,挠度为模板构件跨度的1/250;
(3)支架、拱架受载后挠曲的杆件(盖梁、纵梁),其弹性挠度为相应结构跨度的1/400;
(4)钢模板的面板变形为1.5mm;
(5)钢模板的钢棱和柱箱变形为L/500和B/500(其中L为计算跨径,B为柱宽)。
4.验算模板及其支架在自重和风荷载等作用下的抗倾倒稳定时,验算倾覆的稳定系数不得小于1.3。
5.对拱架各截面应力强度进行验算时,应根拱架的结构形式和所承受的荷载大小,按分阶段浇筑或砌筑施工的工况,分别验算其拱顶、拱脚和1/4跨各截面,并对特征拱架节点进行受力分析。
6.应严格控制拱架的刚度,拱架受载后,对落地式拱架,其弹性挠度应不大于相应结构跨度的1/2000;对拱式拱架,其弹性挠度应不大于相应结构跨度的1/1000。
7.稳定性的验算应包括拱架的整体稳定和局部稳定,抗倾覆稳定系数应不小于1.5。对拱架在拼装过程中的稳定性亦应进行验算,当不能满足拼装要求时,应采取必要的辅助稳定措施。
8拱架的地基与基础设计应符合现行《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG3363-2019的规定,并应对地基承载力进行验算。
1B413022常用模板、支架和拱架的施工在浇筑混凝土之前应对支架和模板进行全面、严格的检查。核对设计图纸要求的尺寸、位置,检查支架的接头位置是否准确、可靠,卸落设备是否符合要求;检查模板的尺寸,制作是否密贴,螺栓、拉杆、撑木是否牢固,是否涂抹模板油及其他隔离剂等。
一、模板的制作及安装模板安装完成后需通过验收合格后,方可进入下一工序。模板制作与安装施工工艺流程如下。
选择模板及支撑材料→模板设计与绘图→构件基础平整及支撑系统施工→模板加工制作与安装→模板表面及接缝处理→模板安装质量检验→钢筋安装及质量检验→混凝土浇筑混凝土养护→拆除模板。
1.钢模板应按批准的加工图加工,成品经检验合格后方可使用。组装前应对零部件的几何尺寸和焊缝进行全面检查,合格后方可进行组装。面板变形及整体刚度应符合1B413021相关规定。
2.制作钢木组合模板时,钢与木之间的接触面应贴紧。面板采用防水胶合板的模板,除应使胶合板与背楞之间密贴外,对在制作过程中裁切过的防水胶合板茬口,应按产品的要求及时涂刷防水涂料。
3.木模板与混凝土接触的表面应刨光且应保持平整。木模板的接缝可制作成平缝、搭接缝或企口缝。当采用平缝时,应有防止漏浆的措施。转角处应加嵌条或做成斜角。
4.采用其他材料(高分子合成材料面板、硬塑料或玻璃钢)制作模板时,其接缝应严密,边肋及加强肋应安装牢固,并应与面板成一整体。
5.模板的安装应符合下列规定
(1)模板应按设计要求准确就位,且不宜与脚手架连接。
(2)安装侧模板时,支撑应牢固,应防止模板在浇筑混凝土时产生移位。
(3)模板在安装过程中,必须设置防倾覆的临时固定设施。
(4)模板安装完成后,其尺寸、平面位置和顶部高程等应符合设计要求,节点连接,应牢固。
(5)梁、板等结构的底模板宜根据需要设置预拱度。
(6)固定在模板上的预埋件和预留孔洞均不得遗漏,安装应牢固,位置应准确.
6.采用提升模板施工时,应设置脚手平台、接料平台、挂吊脚手及安全网等辅助设施。
7.采用翻转模板和爬升模板施工时,其结构应满足强度、刚度及稳定性要求。液压爬模应由专业单位设计和制造、并应有检验合格证明及操作说明书。施工应符合下列规定:
(1)混凝土的强度应达到规定的数值后方可拆模并进行模板的翻转或爬架爬升。作用于爬模上接料平台、脚手平台和拆模吊栏的荷载应均衡,不得超载,严禁混凝土吊斗碰撞爬模系统。
(2)模板沿墩身周边方向应始终保持顺向搭接。在施工过程中,应随时检查爬模中线、水平位置和高程等、发现问题应及时纠正。
8、采用滑升模板时,除应遵守现行国家标准《滑动模板工程技术规范》CB50113-2005的规定外,尚应符合下列规定:
(1)模板的高度宜根据结构物的实际情况确定;模板的结构应具有足够的强度、刚度和稳定性;支撑杆及提升设备应能保证模板竖直均衡上升。组装时应使各部分尺寸的精度符合设计要求,组装完毕应经全面检查试验合格后,方可正式投入使用。
(2)模板的滑升速度宜为100-300mm/h,滑升时应检测并控制其位置。滑升模板的施工宜连续进行,因故中断时,宜在中断前将混凝土浇筑齐平,中断期间模板仍应继续缓慢地滑升,直到混凝土与模板不致粘住时为止。
二、支架、拱架的制作及安装1.支架的制作应符合下列规定:
(1)支架和拱架宜采用标准化、系列化、通用化的构件拼装,无论使用何种材料的支架和拱架,均应进行施工图设计,并验算其强度、刚度和检定性。
(2)制作木支架、木拱架时,长杆件接头应尽量减少,两相邻立柱的连接接头应尽量分设在不同的水平面上。主要压力杆的纵向连接,应使用对接法,并用木夹板或铁夹板夹紧。次要构件的连接可用搭接法。
2.支架的安装应符合下列规定:
(1)支架应按施工图设计的要求进行安装。立柱应垂直,节点连接应可靠。
(2)高支架应设置足够的斜向连接、扣件或缆风绳,横向稳定应有保证措施。
(3)支架在安装完成后,应对其平面位置、顶部高程、节点连接及纵、横向稳定性进行全面检查,符合要求后,方可进行下一工序。
3.支架宜根据其结构形式、所用材料和地基情况的不同,在施工前确定是否对其进行预压,并应符合下列规定:
(1)对位于刚性地基上的刚度较大且非弹性变形可确定控制在一定范围内的支架,在经计算并通过一定审核程序,确认其满足强度、刚度和稳定性等要求的前提下,可不预压;但在施工过程中应对支架的材料和安装施工质量采取严格的管控措施。
(2)对位于软土地基或软硬不均地基上的支架、宜通过预压的方式,消除地基的不均匀沉降和支架的非弹性变形。
(3)对支架进行预压时,预压荷载宜为支架所承受荷载的1.05-1.10倍,预压荷载的分布宜模拟需承受的结构荷载及施工荷载。
4.支架应结合模板的安装一并考虑设置预拱度和卸落装置,并应符合下列规定:
(1)设置的预拱度值,应包括结构本身需要的预拱度和施工需要的预拱度两部分。
(2)施工预拱度应考虑下列因素。模板、支架承受施工荷截引起的弹性变形;受载后由于杆件接头的挤压和卸落装置压缩而产生的非弹性变形;支架地基在受载后的沉降变形。
(3)专用支架应按其产品的要求进行模板的卸落;自行设计的普通支架应在适当部位设置相应的木楔、木马、砂筒或千斤顶等卸落模板的装置,并应根据结构形式、承受的荷载大小确定卸落量。
5.拱架在安装前,应对桥轴线、拱轴线、跨径和高程等进行校核,确认无误后方可进行拼装。拼装应根据拱架的构造确定适宜的方法进行,分片或分段拼装时应有保证拱架稳定的临时措施、必要时应设置缆风绳进行固定;拱架拼装时尚应设置足够的平联、斜撑和剪刀撑,保证其横向的稳定。
6.拱架应设置施工预拱度和卸落装置,其施工要求除应符合前述支架相关规定外,拱式拱架尚应考虑其受载后产生水平位移所引起的拱圈挠度。各类拱架的顶部高程应符合拱圈下缘加预拱度后的几何线形,允许偏差宜为±10mm;拱架纵轴的平面位置偏差应不大于跨度的1/1000,且宜不大于30mm。
7.拱架安装完成后,应按设计荷载进行预压,并应对其平面位置、顶部高程、节点连接及纵横向的稳定性进行全面检查,符合要求后方可进行下一工序。
三、模板、支架和拱架的拆除承包人应在拟定拆模时间的12h以前,向监理工程师报告拆模建议,并应取得监理工程师同意。如果由于拆模不当而引起混凝土损坏,其修补费用应由承包人承担,卸落拱架时应用仪器观测拱圈挠度和墩台变位情况,并作好记录,供监理工程师查阅和随时控制。
1.模板、支架和拱架的拆除期限应根据结构物特点、模板部位和混凝土所达到的强度要求确定,并应严格按其相应的施工图设计的要求进行。
2.非承重侧模板应在混凝土强度能保证其表面及棱角不致因拆模面受损坏时方可拆除,一般应在混凝土抗压强度达到2.5MPa时方可拆除侧模板。
3.芯模和预留孔道内模,应在混凝土强度能保证其表面不发生塌陷和裂缝现象附,方可拔除。
4.钢筋混凝土结构的承重模板、支架,应在混凝土强度能承受其自重荷载及其他可能的叠加荷载时,方可拆除。
5.对预应力混凝土结构,其侧模应在预应力钢束张拉前拆除;底模及支架应在结构建立预应力后方可拆除。
6.模板、支架的拆除应遵循后支先拆、先支后拆的原则顺序进行,墩、台的模板宜在其上部结构施工前拆除。
7.拆除梁、板等结构的承重模板时,在横向应同时、在纵向应对称均衡卸落,简支梁、连续梁结构的模板宜从跨中向支座方向依次循环卸落;悬臂梁结构的模板宜从悬臂端开始顺序卸落。
8.模板、支架拆除时,不得损伤混凝土结构。
9.拱架的拆卸应符合下列规定:
(1)现浇混凝土拱圈的拱架,拆除期限应符合设计规定;设计未规定时,应在拱圈混凝土强度达到设计强度的85%后,方可卸落拆除。
(2)卸落支架和拱架应按拟定的卸落程序进行,且宜分步卸落。在纵向应对称均衡卸落,在横向应同时一起卸落。满布式拱架卸落时,可从拱顶向拱脚依次循环卸落;拱式拱架可在两支座处同时均匀卸落。多孔拱桥卸架时,若桥墩允许承受单孔施工荷载,可单孔卸落,否则应多孔同时卸落,或各连续孔分阶段卸落。卸落拱架时,应设专人用仪器观测拱圈挠度和墩台位移,当有异常时,应暂停卸落,查明原因并采取相应措施后方可继续进行。
(3)石拱桥的拱架卸落时间应符合下列要求。
(1)浆砌石拱桥,须待砂浆强度达到设计要求,或如设计无要求,则须达到砂浆强度的85%。
(2)跨径小于10m的小拱桥,宜在拱上建筑全部完成后卸架;中等跨径的实腹式拱,宜在护拱砌完后卸架;大跨径空腹式拱,宜在拱上小拱横墙砌好(未砌小拱圈)时卸架。
(3)当需要进行裸拱卸架时,应对裸拱进行截面强度及稳定性除算,并采取必要的稳定措施。
1B413030钢筋与混凝土施工技术1B413031钢筋工程施工一、一般规定钢筋应具有出厂质量证明书和试验报告单,进场时除应检查其外观和标志外,尚应按不同的钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批抽取试样进行力学性能检验,检验试验方法应符合现行国家标准的规定:钢筋经进场检验合格后方可使用。钢筋在运输过程中应避免锈蚀、污染或被压弯;在工地存放时,应按不同品种、规格,分批分别堆置整齐,不得混杂,并应设立识别标志,存放的时间不宜超过6个月。
钢筋的级别、种类和直径应按设计规定采用,当需要代换时,应得到设计人员的书面认可。预制构件的吊环,必须采用未经冷拉的热轧光圆钢筋制作,且其使用时的计算拉应力应不大于65MPa.
二、普通钢筋的加工制作1.钢筋的表面应洁净,使用前应将表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净,钢筋外表有严重锈蚀、麻坑、裂纹夹砂和夹层等缺陷时应予剔除,不得使用。钢筋应平直,无局部弯折,成盘的钢筋和弯曲的钢筋均应调直才能使用。
2、钢筋的弯制和末端的弯钩应符合设计要求,如设计无规定时,应符合现行《公路桥涵施工技术规范》JTC/TF50-2020的规定。
3.箍筋的末端应做弯钩,弯钩的弯曲直径应大于被箍受力主钢筋的直径,且HPB300级钢筋应不小于箍筋直径的2.5倍,HRB400级钢筋应不小于箍筋直径的5倍。弯钩平直部分的长度,一般结构不宜小于箍筋直径的5倍,有抗震要求的结构,不应小于箍筋直径的10倍。
4.钢筋的连接宜采用焊接接头或机械连接接头。绑扎接头仅当钢筋构造复杂施工困难时方可采用。绑扎接头的钢筋直径不宜大于28mm,对轴心受压和偏心受压构件中的受压钢筋可不大于32mm;轴心受拉和小偏心受拉构件不应采用绑扎接头。
5.钢筋的焊接接头宜采用闪光对焊,或采用电弧焊、电渣压力焊或气压焊,但电渣压力焊仅可用于竖向钢筋的连接,不得用作水平钢筋和斜筋的连接。
6.每批钢筋焊接前。应先选定焊接工艺和焊接参数。按实际条件进行试焊,并检验接头外观质量及规定的力学性能,试焊质量经检验合格后方可正式施焊。焊接时,对施焊场地应有适当的防风、防雨、防雪、防严寒的设施。
7.电弧焊宜采用双面焊缝,仅在双面焊无法施焊时,方可采用单面焊缝。采用搭接电弧焊时,两钢筋搭接端部应预先折向一侧,两接合钢筋的轴线应保持一致;采用帮条电弧焊时,帮条应采用与主筋相同的钢筋,其总截面面积不应小于被焊接钢筋的截面面积。电弧焊接头的焊缝长度,对双面焊缝不应小于5d,单面焊缝不应小于10d(d为钢筋直径)。电弧焊接与钢筋弯曲处的距离不应小于10d,且不宜位于构件的最大弯矩处。
8、钢筋的机械连接宜采用镦粗直螺纹、滚轧直螺纹或套筒挤压连接接头。且适用于HRB400、HRBF400、HRB500和RRB400级热轧带肋钢筋.各类接头的性能均应符合现行行业标准《钢筋机械连接技术规程》JCJ107-2016的规定,并应符合下列规定:
(1)钢筋机械连接接头的等级应选用Ⅰ级或Ⅱ级。
(2)钢筋机械连接件的最小混凝土保护层厚度,应符合设计受力主筋混凝土保护层厚度的规定,且不得小于20mm;连接件之间或连接件与钢筋之间的横向净距不宜小于25mm。
(3)连接套筒、锁母、丝头在运输和储存过程中应采取防护措能,防止雨淋、沾污和损伤。
9.受力钢筋焊接或绑扎接头应设置在内力较小处,并错开布置,对于绑扎接头,两接头间距离不小于1.3倍搭接长度。对于焊接接头和机械接头,在接头长度区段内,同一根钢筋不得有两个接头。配置在接头长度区段内的受力钢筋,其接头的截面面积占总截面面积的百分率应符合表1B413031的规定:
接头长度区段内受力钢筋接头面积的最大百分率表1B413031
接头形式 |
接头面积最大百分率(%) | |
受拉区 |
受压区 | |
主钢筋绑扎接头 |
25 |
50 |
主钢筋焊接接头 |
50 |
不限制 |
10.钢筋骨架的焊接拼装应在坚固的工作台上进行、操作时应符合下列要求。
(1)拼装前应按设计图纸放大样,放样时应考虑焊接变形的预留拱度。拼装时,在需要焊接的位置宜采用楔形卡卡紧,防止焊接时局部变形。
(2)骨架焊接时,不同直径钢筋的中心线应在同一平面上,较小直径的钢筋在焊接时,下面宜垫以厚度适当的钢板。施焊顺序宜由中到边对称地向两端进行,先焊骨架下部、后焊骨架上部。相邻的焊缝应采用分区对称跳焊,不得顺方向一次焊成。
11钢筋安设、支承及固定要求
(1)安装钢筋时钢筋的级别、直径、根数、间距等应符合设计的规定,对多层多排钢筋,宜根据安装需要在其间隔处设立一定数量的架立钢筋或短钢筋,但架立钢筋或短钢筋的端头不得伸入混凝土保护层内。半成品钢筋和钢筋骨架采用整体方式安装时,宜设置专用胎架或卡具等进行辅助定位,安装过程中应采取保证整体刚度及防止变形的措施,钢筋过密,将会影响到混凝土浇筑质量时,应及时与设计协商解决。
(2)钢筋与模板之间应设置垫块,混凝土垫块应具有不低于结构本体混凝土的强度,并有足够的密实性;采用其他材料制作垫块时,除应满足使用强度的要求外,其材料中不应含有对混凝土产生不利影响的成分。垫块的制作厚度不应出现负误差,正误差应不大于1mm。垫块应相互错开、分散设置在钢筋与模板之间,但不应横贯混凝土保护层的全部截面进行设置,垫块在结构或构件侧面和底面所布设的数量应不少于4个/m2,重要部位宜适当加密。
12.灌注桩钢筋骨架的制作,运输与安装应符合下列规定:
(1)制作时应采取必要措施,保证骨架的刚度、主筋的接头应错开布置。大直径桩的钢筋骨架宜在胎架上分段制作,且宜编号,安装时应按编号顺序连接。
(2)应在骨架外侧设置控制混凝士保护层厚度的垫块,垫块的间距在竖向不应大于2m,在横向圆周不应少于4处。
(3)钢筋骨架在运输过程中,应采取适当的措施防止其变形,骨架的顶端应设置吊环。
三、预应力钢筋的加工制作1、预应力混凝土结构所采用的钢丝、钢绞线和热处理钢筋等的质量,应符合现行国家标准的规定:
2.预应力筋进场时应分批验收。验收时,除应对其质量证明书、包装、标志和规格等进行检查外,尚须按下列规定进行检查。
(1)钢丝。钢丝分批检验时每批质量应不大于60t,检验时应先从每批中抽查5%且不少于5盘,进行表面质量检查。如检查不合格,则应对该批钢丝逐盘检查。在每盘钢丝的两端取样进行抗拉强度、弯曲和伸长率的试验,其力学性能应符合现行《公路桥涵施工技术规范》JTG/T下50-2011附录的有关规定要求。
(2)钢绞线。钢绞线分批检验时每批质量应不大于60t,检验时应从每批钢绞线中任取3盘,并从每盘所选的钢绞线端部正常部位截取一组试样进行表面质量、直径偏差和力学性能试验。
(3)螺纹钢筋。螺纹钢筋分批检验时每批质量应不大于100t,对表面质量应逐根目视检查,外观检查合格后在每批中任选2根钢筋截取试件进行拉伸试脸。
3.预应力筋的实际强度不得低于现行国家标准的规定:预力筋的试验方法应按现行围家标准的规定执行。用作拉伸试验的试件、不允许进行任何形式的加工。在对预应力筋进行拉伸试验中,应同时测定其弹性模量。
4.预力筋制作时的下料应符合下列规定:
(1)预应力筋的下料长度应通过计算确定,计算时应考虑结构的孔道长度或台座长度、锚夹具厚度、千斤顶长度、镦头预留量、冷拉伸长值、弹性回缩值、张拉伸长值和张拉工作长度等因素。
(2)钢丝束两端采用镦头锚具时,宜采用等长下料法对钢丝进行下料。
(3)预应力筋的下料,应采用切断机或砂轮锯切断,严禁采用电弧切割。
5.高强度钢丝的镦头宜采用液压冷镦,镦头前应确认钢丝的可镦性、钢丝镦头的强度不得低于钢丝强度标准值的98%。
6.制作挤压锚时,应符合下列规定:
(1)锚具与挤压锚应配套使用,挤压锚具的外表面应涂润滑介质,挤压力和挤压操作应符合产品使用说明书的规定。
(2)挤压后的预应力筋外端应露出挤压套筒2~5mm。
(3)应从每一工作班制作的成型挤压锚中抽取至少3个试件,进行握裹力试验。
(4)钢铰线压花锚挤压成型时,表面应清洁,无油污,梨形头的尺寸和直线段长度不小于设计值。
(5)环氧涂层钢绞线不得用于制作压花锚。
7.预应力筋由多根钢丝或钢绞线组成且当采取整束穿人孔道内时应预先编束,编束时应将钢丝或钢绞线逐根理顺,防止缠绕,并应每隔1~1.5m一次,使其绑扎牢固、顺直。
1B413032混凝土工程施工一、一般规定1.在进行混凝土强度试配和质量评定时,混凝土的抗压强度应以边长为150mm的立方体尺寸标准试件测定,且应取其保证率95%。试件以同龄期者三块为一组,并以同等条件制作和养护,每组试件的抗压强度应以三个试件测值的算术平均值为测定值,如有一个测值与中间值的差值超过中间值的15%时,则取中间值为测定值;如有两个测值与中间值的差值均超过15%时。则该组试件无效
2.混凝土抗压强度应为标准方式成型的试件,置于标准养护条件下(温度为20±2℃及相对湿度不低于95%)养护28d所测得的抗压强度值(MPa)进行评定。采用蒸汽养护的混凝土抗压强度,试件应先随构件同条件蒸汽养护,再转入标准条件下养护,累计养护时间应为28d。当混凝土中掺用粉煤灰等矿物掺合科时,确定混凝土抗压强度时的龄期应符合设计规定。
二、混凝土的配合比1、混凝土的配合比,应以质量比计,并应通过设计和试配选定。试配时应使用施工实际采用的材料,配制的混疑土拌合物应满足和易性、凝结速度等施工技术条件,制成的混凝土应满足配制强度、力学性能、耐久性等设计要求。
2.不同强度等级混凝土的最大水胶比和胶凝材料用量宜符合表1B413032-1的规定:
混凝土的最大水胶比和胶凝材料用量表1B410321
混凝土强度等级 |
最大水胶比 |
最小水泥用量 |
最大胶凝材料用量 |
C25 |
0.55 |
275 |
400 |
C30 |
0.55 |
280 |
400 |
C35 |
0.50 |
300 |
400 |
C40 |
0.45 |
320 |
450 |
C45 |
0.40 |
340 |
450 |
C50 |
0.36 |
360 |
480 |
C55 |
0.32 |
380 |
500 |
C60 |
0.30 |
400 |
530 |
注1.表中数据适用于最大粗集料粒径为20mm的情况,粒径较大时可适当降低胶凝材料用量,粒径较小时可适当增加胶凝材料用量。
2.大掺量矿物掺合料混凝土的水胶比不大于0.42。
3.引气混凝主的胶凝材料用与非引气混凝土要求相同。
4.封底、垫层及其他临时工程的混凝土,不受本表的限制。
3.公路桥涵工程使用的外加剂,与水泥、矿物掺合料之间应具有良好的相容性。所采用的外加剂,应是经过具备相关资质的检测机构检验并附有检验合格证明的产品。在混凝土中掺入外加剂时,应符合下列规定:
(1)在钢筋混凝土和预应力混凝土中、均不得掺用氯化钙、氯化钠等氯盐。
(2)减水剂宜采用聚羧酸类减水剂。
(3)各种外加剂中的氯离子总含量宜不大于混凝土中胶凝材料总质量的0.02%,硫酸钠含量宜不大于减水剂干重的15%。
(4)从各种组成材料引入的氯子总含量(折合氯盐含量)应不超过《公路桥涵施技术规范》JTG3650-2020规定的限值
(5)掺入引气剂的混凝土,其含气量应按不同环境类别和作用等级确定。
4.混凝土膨胀剂的品种和掺量应通过试验确定,掺入膨胀剂的混凝土宜采取有效的持续保湿养护措施,且宜按不同结构和温度适当延长养护时间。掺合料应保证其产品品质稳定,来料均匀。掺合料应由生产单位专门加工,进行产品检验并出具产品合格证书。混凝士中需要掺用粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰等掺合料时,其掺入量应在使用前通过试验确定。掺合料在运输与储存中,应有明显标识、严禁与水泥等其他粉状材料混淆。
5.除应对由各种组成材料带入混凝土中的碱含量进行控制外,尚应控制混凝土的总碱含量。每立方米混凝土的总碱含量,对一般桥涵宜不大于3.0kg/m3,对特大桥、大桥和重要桥梁宜不大于2.1kg/m3。当混凝土结构处于受严重侵蚀的环境时,不得使用有碱活性反应的集料。
6.泵送混凝土的配合比宜符合下列规定:
(1)胶凝材料用量宜不小于300kg/m3,水泥宜选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥或粉煤灰硅酸盐水泥;细集料宜采用中砂,且其通过300μm筛孔的颗粒含量宜不少于15%,砂率宜为35%-45%。粗集料宜采用连续级配,其针片状颗粒含量宜不大于10%,粗集料的最大公称粒径与输送管径之比宜符合《公路桥涵施工技术规范》JTG/3650-2020的规定。
(2)应通过试验掺用适量的泵送剂或减水剂,且宜掺用矿物掺合料。
(3)试配时应考虑坍落度经时损失。
7.通过设计和试配确定配合比后,应填写试配报告单、提交施工监理工程师或有关方面批准。混凝土配合比使用过程,应根据混凝土质量的动态信息、及时进行调整报批。通过设计和试配确定的配合比、应经批准后方可使用,且应在混凝士拌制前将理论配合比换算为施工配合比。
三、混凝土的拌制与运输1.混凝士的配料宜采用自动计量装置,各种衡器的精度应符合要求、计量应准确计量器具应定期标定,迁移后应重新进行标定。
2.混凝土排合物应搅拌均匀,颜色一致,不得有离析和泌水现象。对在施工现场集中拌制的混凝士,应检测其拌合物的均匀性。
3.混凝土搅拌完毕后,应检测混凝土拌合物的坍落度及其损失,宜在搅拌地点和浇筑地点分别取样检测、每一工作班或每一单元结构物应不少于两次,评定时应以浇筑地点的测值为准,当混凝土拌合物从搅拌机出料起至浇筑入模的时间不超过15min时,其坍落度可仅在搅拌地点取样检测。
4.混凝土的运输能力应适应混凝土凝结速度和浇筑速度的需要,使浇筑作不间断,并使混凝土运到浇筑地点时仍保持均匀性和规定的坍落度。
5.混凝土采用泵送方式时应符合下列规定:
(1)混凝土的供应宜使输送混凝土的泵能连续工作,泵送的间歇时间宜不超过15min。在泵送过程中,受料斗内应具有足够的混凝土,应防止吸入空气产生阻塞。
(2)输送管应顺直,转弯处应圆缓,接头应严密不漏气。
(3)向低处泵送混凝土时,应采取必要措施、防止混凝土离析或堵塞输送管。
6.用搅拌运输车运输已拌成的混凝土时,途中应以2~4r/min的慢速进行搅动,卸料前应采用快挡旋转搅拌罐不少于20s。
7.混凝土运至浇筑地点后发生离析、严重泌水或坍落度不符合要求时,应进行第二次搅拌,二次搅拌时不得任意加水、确有必要时,可同时加水、相应的胶凝材料和外加剂并保持其原水胶比不变;二次搅拌仍不符合要求时、则不得使用。
四、混凝土的浇筑1.浇筑混凝土前应进行以下准备工作。
(1)应根据待浇筑结构物的情况、环境条件及浇筑量等制订合理的浇筑工艺方案,工艺方案应对施工缝设置、浇筑顺序、浇筑工具、防裂措施、保护层的控制等作出明确规定。
(2)应对支架、模板、钢筋和预理件等进行检查,模板内的杂物、积水及钢筋上的污物应清理干净。模板如有缝隙或孔洞时,应堵寨严密且不漏浆。
(3)应对混凝土的均匀性和坍落度等性能进行检测。
2.自高处向模板内倾卸混凝土时,为防止混凝土离析、应符合下列规定:
(1)从高处直接倾卸时,其自由领落高度不宜超过2m,以不发生离析为度。
(2)当领落高度超过2m时,应通过串筒、溜管或振动溜管等设施下落;倾落高度超过10m时,应设置减速装置。
3.混凝土应按一定厚度、顺序和方向分层浇筑,应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土。上下层同时浇筑时,上层与下层前后浇筑距离应保持1.5m以上。在倾斜面上浇筑混凝土时,应从低处开始逐层扩展升高,保持水平分层。混疑土分层浇筑厚度不宜超过表1B413032-2的规定:
混凝土分层浇筑厚度表18413032-2
捣实方法 |
浇筑层厚度(mm) |
用插入式振动器 |
300 |
附着式振动器 |
300 |
用表面振动器无筋或配筋稀疏时 |
250 |
用表面振动器配筋较密时 |
150 |
4.采用振动器振捣混凝土时,应符合下列规定:
(1)插入式振动器的移位间距应不超过振动器作用半径的1.5倍,与侧模应保持50-100mm的距离,且插入下层混凝土中的深度宜为50~100mm。
(2)表面振动器的移位间距应使振动器平板能覆盖已振实部分不小于100mm。
(3)附着式振动器的布置距离,应根据结构物形状和振动器的性能通过试验确定。
(4)每一振点的振捣延续时间宜为20-30s,以混凝土停止下沉、不出现气泡、表面呈现浮浆为度。
5.混凝土的浇筑应连续进行,如因故必须间断时,其间断时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间。混极土的运输、浇筑及间歇的全部时间不得超过表1B413032-3的规定,当需要超过时应预留施工缝。
混凝土的出输,虎筑及间款的全部允许时闻(a)表1B413832-3
混凝土强度等级 |
气温不高于25℃ |
气温高于25℃ |
≤C30 |
210 |
180 |
>C30 |
180 |
150 |
注;当混凝土中掺有促凝或缓凝剂时,其允许时同应根据试验结果确定。
6.施工缝的位置应在混凝土浇筑之前确定,且宜留置在结构受剪力和弯矩较小并便于施工的部位,施工缝宜设置成水平面或垂直面。对施工缝的处理应符合下列规定:
(1)处理层混凝土表面的松弱层应予以凿除。对处理层混疑土的强度,当采用水冲洗凿毛时,应达到0.5MPa;人工凿毛时,应达到2.5MPa;采用风动机凿毛时,应达到10MPa.
(2)表面应用洁净水冲洗净。
(3)重要部位及有抗震要求的混凝土结构或钢筋稀疏的钢筋混凝土结构,宜在施工缝处补插锚固钢筋;有抗渗要求的混凝土,其施工缝宜做成凹形、凸形或设置止水带;施工缝为斜面时宜浇筑或凿成台阶状。
7.在环境相对湿度较小、风速较大的条件下浇筑混凝土时,应采取适当措施防止混凝土表面过快失水。浇筑混凝土期间,应随时检查支架、模板、钢筋、预应力管道和预理件等的稳固情况,并应及时填写混凝土施工记录。新浇筑混凝土的强度达到2.5MPa之前,不得使其承受行人、运输工具、模板、支架及脚手架等荷载。
五、混凝土的养护及修饰1.混凝土的养护要求
(1)对于在施工现场集中养护的混凝土,应根据施工对象、环境、水泥品种、外加剂以及对混凝土性能的要求,提出具体的养护方案,并应严格执行规定的养护制度。
(2)一般混凝土浇筑完成后,应在收浆后尽快予以覆盖和洒水养护。对干硬性混凝土、炎热天气浇筑的混凝土以及桥面等大面积裸露的混凝土,有条件的可在浇筑完成后立即加设棚罩,待收浆后再予以覆盖和洒水养护,覆盖时不得损伤或污染混凝土的表面,混凝土面有模板覆盖时。应在养护期间经常使模板保持湿润。
(3)当气温低于5℃时,应覆盖保温,不得向混凝土面上洒水。
(4)混凝土的养护严禁采用海水。
(5)混凝土的洒水养护时间一般为7d,可根据空气的湿度、温度和水泥品种及掺用的外加剂等情况,酌情延长或缩短。每天洒水次数以能保持混疑土表面经常处于湿润状态为度。用加压成型、真空吸水等方法施工的混凝土,其养护时间可酌情缩短。采用塑料薄膜或喷化学浆液等养护层时,可不洒水养护。
(6)当结构物混凝土与流动性的地表水或地下水接触时,应采取防水措施,保证混凝土在浇筑后7d以内不受水的冲刷侵袭。当环境水具有侵蚀作用时,应保证混凝土在10d以内,且强度达到设计强度的70%以前,不受水的侵袭。当与氯盐、海水等具有严重侵蚀作用的环境水接触的混凝土,养护龄期一般不宜少于4周。在有冻融循环作用的环境时,宜在结冰期到来4周前完工,且在混凝土强度未达到设计强度等级的80%前不得受冻,否则应采取技术措施,防止发生冻害。
六、大体积混凝土施工1.大体积混凝土在选用原材料和进行配合比设计时,应按照降低水化热温升的原则进行,并应符合下列规定;
(1)宜选用低水化热和凝结时间长的水泥品种。粗集料宜采用连续级配,细集料宜采用中砂。宜掺用可降低混凝土早期水化热的外加剂和掺合料,外加剂宜采用缓凝剂、减水剂;掺合料宜采用粉煤灰、矿渣粉等。
(2)进行配合比设计时,在保证混凝土强度、和易性及坍落度要求的前提下,宜采取改善粗集料级配、提高掺合料和粗集料的含量,降低水胶比等措施,减少单方混凝土的水泥用量。
(3)大体积混凝土进行配合比设计及质量评定时,可按60d龄期的抗压强度控制。
2.大体积混凝土的施工应提前制订专项施工技术方案,并应对混凝土采取温度控制措施。大体积混凝土的浇筑、养护和温度控制应符合下列规定:
(1)施工前应根据原材料、配合比、环境条件、施工方案和施工工艺等因素,进行温控设计和温控监测设计,并应在浇筑后按该设计要求对混凝土内部和表面的温度实施监测和控制。对大体积混凝土进行温度控制时,应使其内部最高温度不大于75℃、内表温差不大于25℃。混凝土表面与大气温差不大于20℃。
(2)大体积混凝土可分层、分块浇筑,分层、分块的尺寸宜根据温控设计的要求及浇筑能力合理确定;当结构尺寸相对较小或能满足温控要求时,可全断面一次浇筑。
(3)分层浇筑时。在上层混凝土浇筑之前应对下层混凝土的顶面作凿毛处理,且新浇混凝土与下层已浇筑混凝士的温差宜小于20℃,并应采取措施将各层间的浇筑间歇期控制在7d以内。
(4)分块浇筑时,块与块之间的竖向接缝面应平行于结构物的短边,并应在浇筑完成拆模后按施工缝的要求进行凿毛处理。分块施工所形成的后浇段,应在对大体积混凝土实施温度控制且其温度场趋于稳定后方可浇筑;后浇段宜采用微膨胀混凝土,并应一次浇筑完成。
(5)大体积混凝土的浇筑宜在气温较低时进行,但混疑土的入模温度应不低于5℃。热期施工时,宜采取措施降低混凝土的入模温度,且其入模温度不宜高于28℃。
(6)大体积混凝土的温度控制宜按照“内降外保”的原则。对混凝土内部采取设置冷却水管通循环水冷却、对混凝土外部采取覆盖蓄热或蓄水保温等措施进行。在混凝土内部通水降温时,进出口水的温差宜小于或等于10℃,且水温与内部混凝土的温差宜不大于20℃,降温速率宜不大于2℃/d;利用冷却水管中排出的降温用水在混凝土顶面蓄水保温养护时,养护水温度与混凝土表面温度的差值应不大于15℃。
(7)大体混凝土采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时,其浇筑后的养护时间不宜少于14d,采用其他品种水泥时不宜少于21d。在寒冷天气或遇气温骤降天气时浇筑的混凝土,除应对其外部加强覆盖保温外,尚宜适当延长养护时间。
七、高强度混凝土、高性能混凝土1.高强度混凝土
(1)高强度混凝土水泥宜选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,掺合料可选用粉煤灰、粒化高炉矿渣粉和硅灰等,粉煤灰等级不低于二级。
(2)高强度混凝土的配合比应有利于减少温度收缩,干燥收缩和自身收缩引起的体积变形,避免早期开裂,高强度混凝土的水泥用量不宜大于500kg/m3,胶凝材料总量不宜大于600kg/m3。
(3)高强度混凝土的设计配合比确定后,尚应采用该配合比进行不少于6次的重复试验进行验证,其平均值应不低于配制强度。
(4)高强度混凝土的施工应采用强制式搅拌机拌制,不得采用自落式搅拌机搅拌。搅拌混凝土时高效减水剂宜采用后掺法,且宜制成溶液后再加入,并应在混凝土用水量中扣除溶液用水量。加入减水剂后,混凝土拌合料在搅拌机中继续搅拌的时间不宜少于30s。
2.高性能混凝土
(1)配制高性能混凝土时,应选用优质水泥和级配良好的优质集料,同时应掺加与水泥相匹配的高效减水剂及优质掺合料。
(2)高性能混凝土水泥宜选用品质稳定、标准稠度低、强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,不宜采用矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥。外加剂应选用高效减水剂或复合减水剂,并应选择减水率高、坍落度损失小与水泥之间具有良好的相容性、能明显改善或提高混凝土耐久性能且质量稳定的产品;引气剂或引气型外加剂应有良好的气泡稳定性,用于提高混凝土抗冻性的引气剂、减水剂和复合外加剂中均不得掺有木质硫酸盐组分,并不得采用含有氯盐的防冻剂。
(3)高性能混凝土的配合比应根据原材料品质、设计强度等级、耐久性以及施工工艺对工作性能的要求,通过计算、试配和调整等步骤确定,进行配合比设计时应符合下列规定:
①对不同强度等级混凝土的胶凝材料总量应进行控制,C40以下不宜大于400kg/m3,C40~C50不宜大于450kg/m3;C60及以上的非泵送混凝土不宜大于500kg/m3;泵送混凝士不宜大于530kg/m3,且胶凝材料浆体体积宜不大于混凝土体积的35%。
②水胶比应根据混凝土的配制强度、抗氯离子渗透性能、抗渗性能和抗冻性能等要求确定。在满足混凝土工作性能的前提下,宜降低用水量,并控制在130-160kg/m3。
③混凝土中宜适量掺加优质的粉煤灰、磨细矿渣粉或硅灰等矿物掺合料,用以提高其耐久性,改善其施工性能和抗裂性能,其掺量宜根据混凝土的性能要求通过试验确定,且不宜小于胶凝材料总量的20%。当混凝土中粉煤灰掺量大于30%时,混凝土的水胶比不得大于0.45;在预应力混凝土及处于冻融环境的混凝土中,粉煤灰的掺量不宜大于30%。且粉煤灰的含碳量不宜大于2%。对暴露于空气中的一般构件混凝土,粉煤灰的掺量不宜大于20%,且单方混凝土胶凝材料中的硅酸盐水泥用量不宜小于240kg。
④对耐久性有较高要求的混凝土结构,试配时应进行混凝土和胶凝材料抗裂性能的对比试验,并从中优选抗裂性能良好的混凝土原材料和配合比。
(4)高性能混凝土的搅拌应采用搅拌效率高且均质性好的卧轴式、行星式或逆流式强制式搅拌机。搅拌时,宜先投入细集料和掺合料干拌均匀、再加水泥和部分拌合用水搅拌,最后加入粗集料、外加剂溶液及余额拌合用水,搅拌至均匀为止。上述每一阶段的搅拌时间均应不少于30s,总搅拌时间应比常规混凝土延长40s以上。混凝土中掺加钢筋阻锈剂溶液时,拌合物的搅拌时间应延长1min,采用粉剂时应延长3min。
(5)新浇筑的混凝土应及早养护,并应减少暴露时间,防止表面水分的蒸发;终凝后,应立即开始对混凝土进行持续潮湿养护。洒水养护时不得采用海水,应采用淡水。当缺乏淡水时可采用养护剂喷涂养护,养护剂应符合现行《水泥混凝土养护剂》JC901-2002的规定:持续潮湿养护在养护期内不应间断,且不得形成干湿循环,在常温下养护应不少于14d,气温较低时应适当延长潮湿养护的时间。
1B413033预应力混凝土工程施工一、预应力材料及预应力管道1.预应力材料必须保持清洁,在存放和搬运过程中应避免机械损伤和有害的锈蚀。如进场后需长时间存放时,必须安排定期的外观检查。
2.预应力钢筋和金属管道在仓库内保管时,仓库应干燥、防潮、通风良好、无腐蚀气体和介质;在室外存放时,时间不宜超过6个月。不得直接堆放在地面上,必须采取垫以枕木并用毡布覆盖等有效措施,防止雨露和各种腐蚀性气体、介质的影响。
3.锚具、夹具和连接器均应设专人保管。存放、搬运时均应妥善保护,避免锈蚀、玷污、遭受机械损伤或散失。临时性的防护措施应不影响安装操作的效果和永久性防锈措施的实施。
4.预应力筋锚具、夹具和连接器应具有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的使用性,能保证充分发挥预应力筋的强度,安全地实现预应力张拉作业,并应符合现行国家标准《预应力筋锚具、夹具和连接器》GBT14370-2015的要求。
5.预应力筋锚具应按设计要求采用。锚具应满足分级张拉、补张拉以及放松预应力的要求。
6.夹具应具有良好的自锚性能、松锚性能和安全的重复使用性能,主要锚固零件应具有良好的防锈性能。可重复使用的次数不应少于300次。需敲击才能松开的夹具,必须保证其对预应力筋的锚固没有影响。且对操作人员的安全不造成危险。
7.混凝土结构或构件中的永久性预应力筋连接器,应符合锚具的性能要求;用于先张法施工且在张拉后还需进行放张和拆卸的连接器,应符合夹具的性能要求。
8.锚垫板应具有足够的强度和刚度,且宜设置锚具对中止口以及压浆孔或排气孔。压浆孔的内径不宜小于20mm。与后张预应力筋用锚具或连接器配套的锚垫板和局部加强钢筋,在规定的局部承压试件尺寸及混凝土强度下,应满足传力性能要求。
9.锚具、夹具和连接器进场时,应按合同核对其型号、规格和数量,以及适用的预应力筋品种、规格和强度等级,且生产厂应提供产品质保书、产品技术手册、锚固区传力性能型式检验报告,以及夹片式锚具的锚口摩阻损失测试报告或参数。产品按合同核对无误后,应按下列规定进行进场检验:
①外观检验:应从每批产品中抽取2%且不少于10套样品,检验表面裂纹及锈蚀情况。表面不得有裂纹及锈蚀。当有1个零件不符合要求时,本批全部产品应逐件检验,符合要求者判定该零件外观合格。对配套使用的锚垫板和螺旋筋可按上述方法进行外观检验,但允许表面有轻度锈蚀。
②尺寸检验:应从每批产品中抽取2%且不少于10套样品,检验其外形尺寸。外形尺寸应符合产品质保书所示的尺寸范围,当有1个零件不符合规定时,应另取双倍数量的零件重新检验;如仍有1个零件不符合要求,则本批全部产品应逐件检验,符合要求者判定该零件尺寸合格。
③硬度检验:应从每批产品中抽取3%且不少于5套样品(对多孔夹片式锚具的夹片,每套抽取6片),对其中有硬度要求的零件进行硬度检验,每个零件测试3点,其硬度应符合产品质保书的规定。当有1个零件不合格时,应另取双倍数量的零件重做检验;如仍有1个零件不合格,则应对本批产品逐个检验,合格者方可使用或进入后续检验。
④静载锚固性能试验:应在外观检验和硬度检验均合格的同批产品中抽取样品,与相应规格和强度等级的预应力筋组成3个预应力筋-锚具组装件,进行静载锚固性能试验。如有1个试件不符合要求,则应另取双倍数量的样品重做试验;如仍有1个试件不符合要求,则该批锚具为不合格。静载锚固性能试验方法应符合现行《预应力筋用锚具、夹具和连接器》(GB/T14370)的规定。
⑤对特大桥、大桥和重要桥梁工程中使用的锚具产品,应进行上述4项检查和检验;对锚具用量较少的一般中、小桥梁工程,如生产厂能提供有效的静载锚固性能试验合格的证明文件,则可仅进行外观检验和硬度检验。
⑥进场检验时,同种材料、同一生产工艺条件下、同批进场的产品可视为同一验收批。锚具的每个验收批宜不超过2000套;夹具、连接器的每个验收批宜不超过500套;获得第三方独立认证的产品,其验收批可扩大1倍。检验合格的产品,在现场的存放期超过1年,再用时应进行外观检验。
10.锚具、夹具和连接器在存放、搬运及使用期间均应妥善防护,避免锈蚀、沾污、遭受机械损伤、混淆和散失,但临时性的防护措施应不影响其安装和永久性防腐的实施。
11.预应力筋用锚具产品应配套使用,同一结构或构件中应采用同一生产厂的产品。工作锚不得作为工具锚使用,夹片式锚具的限位板和工具锚宜采用与工作锚同一生产厂的配套产品。
12.在后张有黏结预应力混凝土结构或构件中,预应力筋的孔道宜由浇筑在混凝土中的刚性或半刚性管道构成,或采取钢管抽芯、胶管抽芯及金属伸缩套管抽芯等方法进行预留。设置于混凝土中的刚性或半刚性管道不应有漏浆现象,且应具有足够的强度和刚度,应能在浇筑混凝土重力的作用下保持原有的形状,并能按要求传递黏结应力。
13.刚性管道应是壁厚不小于2mm的平滑钢管,且应具有光滑的内壁并可被弯曲成适当的形状而不出现卷曲或被压扁;半刚性管道应是波纹状的金属管或高密度聚乙烯塑料管,且金属波纹管宜采用镀锌钢带制作,壁厚不宜小于0.3mm。
14.管道的进场检验应符合下列规定:
(1)进场时除应按合同检查出厂合格证和质量保证书、核对其类别、型号、规格及数量外,尚应对其外观、尺寸、集中荷载下的径向刚度、荷载作用后的抗渗漏及抗弯曲渗漏等进行检验。
(2)管道应按批进行检验,金属波纹管每批应由同一钢带生产厂生产的同一批钢带所制造的产品组成。每批数量应不超过50000m;塑料波纹管每批应由同一配方、同一生产工艺、同设备稳定连续生产的产品组成,每批数量应不超过10000m。
(3)检验时应先进行外观质量的检验,合格后再进行其他指标的检验。当其他指标中有不合格项时,应取双倍数量的试件该不合格项进行复验;复验仍不合格时,则该批产品为不合格。
15.波纹管在搬运时应采用非金属绳捆扎,或采用专用框架装载,不得抛摔或在地面上拖拉。波纹管在存放时应远离热源及可能遭受各种腐蚀性气体、介质影响的地方,存放时间不宜超过6个月,在室外存放时不得直接堆于地面,应支垫并遮盖。
二、混凝士的浇筑1.浇筑混凝土前,除应符合现行《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2020的有关规定外,尚应对预埋于混凝土中的锚具、管道和钢筋等进行全面检查验收,符合要求后方可开始浇筑。
2.浇筑混凝土时,宜根据结构或构件的不同形式选用插入式、附着式或平板式等振动器进行振捣。对箱梁腹板与底板及顶板连接处的承托、预应力筋锚固区及其他预应力钢束与钢筋密集的部位,应采取有效措施加强振捣;对先张构件应避免振动器碰撞预应力筋;对后张结构应避免振动器碰撞预应力筋的管道、预理件等。浇筑过程中应随时检查模板、管道、锚固端垫板等的稳固性,保证其位置及尺寸符合设计要求。
3.用于判断现场预应力混凝土结构或构件强度的混凝土试件,应置于现场与结构或构件同环境、同条件养护。
三、施加预应力(一)机具及设备要求
1.预应力筋的张拉宜采用穿心式双作用千斤顶,整体张拉或放张宜采用具有自锚功能的千斤顶。张拉千斤顶的额定张拉力宜为所需张拉力的1.5倍,且不得小于1.2倍。与千斤顶配套使用的压力表应选用防振型产品,其最大读数应为张拉力的1.5-2.0倍,标定精度应不低于1.0级。张拉机具设备应与锚具产品配套使用,并应在使用前进行校正、检验和标定。
2.张拉用的千斤顶与压力表应配套标定、配套使用。标定应在经国家授权的法定计量技术机构定期进行,标定时千斤顶活塞的运行方向应与实际张拉工作状态一致。当处于下列情况之一时,应重新进行标定。
(1)使用时间超过6个月;
(2)张拉次数超过300次;
(3)使用过程中千斤顶或压力表出现异常情况;
(4)千斤顶检修或更换配件后。
3.采用测力传感器测量张拉力时,测力传感器应按相关国家标准的规定每年送检一次。
(二)施加预应力的准备工作
1.施加预应力之前,施工现场的准备工作及结构或构件需达到的要求应符合下列规定:
(1)施工现场应具备经批准的张拉顺序、张拉程序和施工作业指导书;
(2)经培训掌握预应力施工知识和正确操作的施工人员,以及能保证操作人员和设备安全的防护措施。
(3)锚具安装正确,结构或构件混凝土已达到要求的强度和弹性模量(或龄期)。
2.实施张拉时,应使千斤顶的张拉力作用线与预应力筋的轴线重合一致。
(三)张拉应力控制
1.预应力筋的张拉控制应力应符合设计要求。当施工中预应力筋需要超张拉或计入锚圈口预应力损失时,可比设计要求提高5%,但在任何情况下不得超过设计规定的最大张拉控制应力。
2.预应力筋采用应力控制方法张拉时,应以伸长值进行校核,实际伸长值与理论律长值的差值应符合设计要求。设计无规定时,实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在±6%以内。否则应暂停张拉,待查明原因并采取措施子以调整后,方可继续张拉。
3.预应力筋的理论伸长值△LL(mm)可按式(1B413033)计算。
式中
Pp——预应力筋的平均张拉力(N)。直线筋取张拉端的拉力,两端张拉的曲线筋,计算方法见现行《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2020附录的有关规定;
L——预应力筋的长度(mm);
Ap——预应力筋的截面面积(mm2);
Ep——预应力筋的弹性模量(N/mm2)。
4.预应力筋张拉时,应先调整到初应力,该初应力宜为张拉控制应力的10%-25%,伸长值应从初应力时开始量测。预应力筋的实际伸长值除量测的伸长值外,必须加上初应力以下的推算伸长值。对后张法构件,在张拉过程中产生的弹性压缩值一般可省略。
预应力筋张拉的实际伸长值△Ls(mm),可按式(1B413033-2)计算;
△Ls=△L1 △L2。(1B413033-2)
式中△L1——从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值(mm);
△L2——初应力以下的推算伸长值(mm),可采用相邻级预应力筋的伸长值。
5.预应力筋的锚固,应在张拉控制应力处于稳定状态下进行。锚固阶段张拉端预应力筋的内缩量,应不大于设计规定或不大于表1B413033-1所列容许值。
锚具变形、预应力筋回缩和接缝压缩容许值mm)818413633-1
锚具、接缝类型 |
变形形式 |
容许△LR值 |
钢制锥形锚具 |
力筋回缩、锚具变形 |
6 |
夹片式锚具有顶压时 |
力筋回缩、锚具变形 |
4 |
夹片式锚具无顶压时 |
力筋回缩、锚具变形 |
6 |
墩头锚具 |
缝隙压密 |
1 |
组钢筋锚具(用于热轧带肋钢筋) |
力筋回缩、锚具变形 |
1 |
每块后加垫板的缝隙 |
缝隙压密 |
1 |
水泥砂浆接缝 |
缝隙压密 |
1 |
环氧树脂砂浆接缝 |
缝隙压密 |
1 |
6.张拉锚固后,建立在锚下的实际有效预应力与设计张拉控制应力的相对偏差应不超过±5%,且同一断面中预应力束的有效预应力的不均匀度应不超过±2%。
7.在预应力筋张拉、锚固过程中及锚固完成后,均不得大力敲击或振动锚具。预应力筋锚固后需要放松时,对夹片式锚具宜采用专门的放松装置松开。对支撑式锚具可采用张拉设备缓慢地松开。
8.预应力筋在实施张拉或放张作业时,应采取有效的安全防护措施,预应力筋两端的正面严禁站人和穿越。
9.预应力筋张拉,锚固及放松时,均应填写施工记录。
10.施加预应力时宜采用信息化数据处理系统对各项张拉参数进行采集。
四、先张法1.墩式台座结构应符合下列规定:
(1)承力台座进行专门设计。并应具有足够的强度、刚度和稳定性,其抗倾覆安全系数应不小于1.5,抗滑移系数应不小于1.3。
(2)锚固横梁应有足够的刚度,受力后挠度应不大于2mm。
2.预应力筋的安装宜自下而上进行。并应采取措施防止其被台座上涂刷的隔离剂污染。预应力筋与锚固横梁间的连接,宜采用张拉螺杆。
3.先张法预应力筋的张拉除应符合上述第三点的相关规定外,尚应符合下列规定:
(1)张拉前,应对台座、锚固横梁及各项张拉设备进行详细检查,符合要求后方可进行操作。
(2)同时张拉多根预应力筋时,应预先调整其初应力,使相互之间的应力一致,再整体张拉。张拉过程中,应使活动横梁与固定横梁始终保持平行,并应抽查预应力筋的预应力值,其偏差的绝对值不得超过按一个构件全部预应力筋预应力总值的5%。
(3)预力筋的张拉应符合设计要求。设计无规定时,其张拉程序可按表1B413033-2的规定进行。
先张法预应力筋张拉程序表1B413033-2
预应力筋种类 |
张拉程序 | |
钢丝、钢绞线 |
夹片式等具有自锚性能的锚具 |
普通松弛预应力筋。0→初应力→1.03σcon(锚固) 低松弛预应力筋。0→初应力→σcon(持荷5min锚固) |
其他锚具 |
0→初应力→1.05σcon(持荷5min)→0→σcon(锚固) | |
热轧带肋钢筋 |
0→初应力→1.05σcon(持荷5min)→0.9σcon→σcon(锚固) |
注。1.表中σ为张拉时的控制应力值,包括预应力损失值;
2.超张拉数值超过设计或《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2020规定的最大超张拉应力限值时,应按设计或规范规定的限制张拉应力进行张拉;
3.张拉热轧带肋钢筋时,为保证施工安全,应在超张拉并持荷5min后放张至0.9σ时安装模板、普通钢筋及预埋件等。
(4)张拉时,同一构件内预应力钢丝、钢绞线的断丝数量不得超过1%,同时对于热轧带肋钢筋不容许断筋。
(5)预应力筋张拉完毕后,其位置与设计位置的偏差不得大于5mm,同时不应大于构件最短边长的4%,且宜在4h内浇筑混凝土。
4.先张法预应力筋的放张应符合下列规定;
(1)预度力筋放张时构件混凝土的强度和弹性模量(成龄期)应符合设计规定;设计未规定时,混凝土的强度应不低于设计强度等级值的80%,弹性模量应不低于混凝土28d弹性模量的80%。当采用混凝土龄期代替弹性模量控制时,应不少于5d。
(2)在预应力筋放张之前,应将限制位移的侧模、翼缘模板或内模拆除。
(3)预应力筋的放张顺序应符合设计规定;设计未规定时,应分阶段、均匀、对称、相互交错地放张。
(4)多根整批预应力筋的放张,当采用砂箱放张时,放砂速度应均匀一致;采用千斤顶放张时,放张宜分数次完成;单根钢筋采用拧松螺母的方法放张时,宜先两侧后中间,并不得一次将一根预应力筋松完。放张后,预应力筋在构件端部的内缩值不大于1.0mm。
(5)预应力筋放张后,对钢丝和钢铰线,应采用机械切割的方式进行切断;对螺纹钢筋,可采用乙炔-氧气切割,但应采取必要措施防止高温对其产生不利影响。
(6)长线台座上预应力筋的切断顺序,应由放张端开始,依次向另一端切断。
5.先张法预制梁板施工工艺流程:张拉台座准备→穿预应力筋、调整初应力→张拉预应力筋→钢筋骨架制作→立模→浇筑混凝土→混凝土养护→拆模→放松预应力筋→成品存放、运输。
五、后张法1.采用金属或塑料管道构成后张预应力混凝土结构或构件的孔道时,应符合下列规定:
(1)管道的规格、尺寸应符合设计规定,且其内横截面积应不小于预应力筋净截面积的2倍;对长度大于60m的管道,宜通过试验确定其面积比是否可以进行正常的压浆作业。
(2)管道应按设计规定的坐标位置进行安装,并应采用定位钢筋固定,使其能牢固地置于模板内的设计位置,且在混凝土浇筑期间不产生位移。管道与普通钢筋重叠时,应移动普通钢筋,不得改变管道的设计坐标位置。固定各种成孔管道用的定位钢筋的间距,对钢管不宜大于1.0m;波纹管不宜大于0.8m;位于曲线上的管道和扁平波纹管道应适当加密。定位后的管道应平顺,其端部的中心线应与锚垫板相垂直。
(3)管道接头处的连接管宜采用大一级直径的同类管道,其长度宜为被连接管道内径的5-7倍。连接时不应使接头处产生角度变化及在混凝土浇筑期间发生管道的转动成移位,并应缠裹紧密,防止水泥浆的渗入。塑料波纹管应采用专用焊接机进行热熔焊接或采用具有密封性能的塑料结构连接器连接。当采用真空辅助压浆工艺进行孔道压浆时,管道的所有接头应具有可靠的密封性能,并应满足真空度的要求。
(4)所有管道均应在每个顶点设排气孔及需要时在每个低点设排水孔。压浆管、排气管和排水管应是最小内径为20mm的标准管或适宜的塑性管,与管道之间的连接应采用金属或塑料结构扣件,长度应足以从管道引出结构物以外。
(5)管道安装完毕后,其端口应采取可靠措施临时封堵,防止水或其他杂物进入。
(6)后张预应力管道安装的允许偏差应符合表1B413033-3的规定:
后强硕应力管谦安装充许锅兰表1841303313
项目 |
允许偏差(mm) | |
管通坐标 |
梁长方向 |
30 |
梁高方向 |
10 | |
管道间距 |
同排 |
10 |
上下层 |
10 |
2.采用胶管抽芯法制孔时,胶管内应插入芯棒或充以压力水增加刚度;采用钢管抽芯法制孔时,钢管表面应光滑,焊接接头应平顺。抽芯时间应通过试验确定,以混凝土抗压强度达到0.4~0.8MPa时为宜,抽拔时不得损伤结构混凝土。抽芯后,应采用通孔器或压气、压水等方法对孔道进行检查,如发现孔道堵塞或有残留物或与邻孔有串通,应及时处理。
3.预应力筋的安装应符合下列规定:
(1)预应力筋可在浇筑混凝土之前或之后穿人孔道,穿束前应检查锚垫板和孔道。锚垫板的位置应准确;孔道内应畅通,无水和其他杂物。
(2)宜将一根钢束中的全部预应力筋编束后整体穿入孔道中,整体穿束时,束的前端宜设置穿束网套或特制的牵引头,应保持预应力筋顺直,且仅应前后拖动,不得扭转。对钢绞线,可采用穿束机逐根将其穿入孔道内,但应保证其在孔道内不发生相互缠绕。
(3)对在混凝土浇筑及养护之前安装在孔道中但在设计文件或技术规范规定时限内未压浆的预应力筋。应采取防止锈蚀或其他防腐蚀的措施,直至压浆。
(4)预应力筋安装在管道中后,应将管道端部开口密封防止湿气进入。采用蒸汽养护混凝土时,在养护完成之前不应安装预应力筋。
(5)在任何情况下,当在安装有预应力的结构或构件附近进行电焊时,均应对全部预力筋、管道和附属构件进行保护,防止溅上焊渣或造成其他损坏。
(6)对在混凝土浇筑之前穿束的管道,预应力筋安装完成后,应进行全面检查,查出可能被损坏的管道。在混凝土浇筑之前,应将管道上所有非有意留的孔、开口或损坏之处修复,并应在浇筑混凝土过程中随时检查预应力筋能否在管道内自由移动。
4.锚具、夹具和连接器在安装前,应擦拭干净。安装时应符合下列规定:
(1)锚具和连接器的安装位置应准确,且应与孔道对中。锚垫板上设置有对中止口时,应防止锚具偏出止口。安装夹片时,应使夹片的外露长度基本一致。
(2)用螺母锚固的支撑式锚具,安装时应逐个检查螺纹的配合情况,应保证在张拉和锚固过程中能顺利旋合拧紧。
5.后张法预应力筋的张拉和锚固应符合下列规定:
(1)预应力张拉之前,宜对不同类型的孔道进行至少一个孔道的摩阻测试,通过测试所确定的μ值和k值宜用于对设计张拉控制应力的修正。
(2)张拉时结构或构件混凝土的强度、弹性模量(或龄期)应符合设计规定;设计未规定时,混凝土的强度应不低于设计强度等级值的80%,弹性模批应不低于混凝土28d弹性模量的80%。当采用混凝土龄期代替弹性模量控制时应不少于5d。
(3)预应力筋的张拉顺序应符合设计规定;设计未规定时,可采取分批、分阶段的方式对称张拉。
(4)预应力筋应整束张拉锚固。对扁平管道中平行排放的预应力钢绞线束,在保证各根钢绞线不会叠压时,可采用小型千斤顶逐根张拉,但应考虑逐根张拉时预应力损失对控制应力的影响。
(5)预应力筋张拉端的设置应符合设计要求;当设计未要求时,应符合下列规定:
①对钢束长度小于20m的直线预应力筋可在一端张拉;对曲线预应力筋或钢束长度大于或等于20m的直线预应力筋,应采用两端张拉。
②当同一截面中有多束一端张拉的预应力筋时,张拉端宜分别交错设置在结构或构件的两端。
③预应力筋采用两端张拉时,宜两端同时张拉;或先在一端张拉锚固后,再在另端补足预应力值进行锚固。
(6)两端张拉时,各千斤顶之间同步张拉力的允许误差宜为±2%。
(7)张拉程序按设计文件或技术规范的要求进行。设计无规定时,其张拉程序可按表1B43033-4的规定进行。
先张法预应力筋张拉程序表1B413033-2
预应力筋种类 |
张拉程序 | |
钢丝、钢绞线 |
夹片式等具有自锚性能的锚具 |
普通松弛预应力筋。0→初应力→1.03σcon(锚固) 低松弛预应力筋。0→初应力→σcon(持荷5min锚固) |
其他锚具 |
0→初应力→1.05σcon(持荷5min)→σcon(锚固) 0→初应力→1.05σcon(持荷5min)→0→σcon(锚固) | |
热轧带肋钢筋 |
0→初应力→σcon(持荷5min)→0→σcon(锚固) |
注。1.表中σ为张拉时的控制应力值,包括预应力损失值;
2.两端同时张拉时,两端千斤顶升降压/画线/测伸长等工作应基本一致。
3.超张拉超过设计或现行《公路桥涵施工技术规范》JTG/T3650-2020规定的最大超张拉应力限值时,应按设计或规范规定的限值尽心张拉。
(8)后张预应力筋断丝及滑丝不得超过表1B413033-5中规定的控制数。
后张预应力筋断丝、常移限制表18413003-5
类别 |
检查项目 |
控制数 |
钢丝束、钢绞线束 |
每束钢丝断丝或滑丝 |
1根 |
每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的百分比 |
1% | |
每束钢绞线断丝或滑丝 |
1丝 | |
热轧带肋钢筋 |
断筋或滑移 |
不容许 |
注:1.钢绞线断丝指单根钢绞线的线内钢丝的断丝。
2.超过表列控制数时,原则上应更换,当不能更换时,在许可的条件下,可采取补救措施。如提高其他束的预应力值,但须满足设计上各阶段极限状态的要求。
(9)预应力筋在张拉控制应力达到稳定后方可锚固。对夹片式锚具,锚固后夹片顶面应平齐,其相互间的错位不宜大于2mm,且露出锚具外的高度不应大于4mm。锚固完毕并经检验确认合格后方可切除端头多余的预应力筋,切割时应采用砂轮锯,严禁采用电弧进行切割,同时不得损伤锚具。
(10)切割后预应力筋的外露长度不应小于30mm,且不应小于1.5倍预应力筋直径。锚具应采用封端混凝土保护,当需长期外露时,应采取防止锈蚀的措施。
6.后张法预应力孔道压浆及封锚
(1)预应力筋张拉锚固后。孔道应尽早压浆,且应在48h内完成,否则应采取避免预应力筋锈蚀的措施。压浆用水泥浆的强度应符合设计规定:
(2)后张预应力孔道应采用专用压浆料或专用压浆剂配制的浆液进行压浆。所用原材料应符合下列规定:
①水泥应采用性能稳定,强度等级不低于42.5的低碱硅酸盐或低碱普通硅酸盐水泥,外加剂应与水泥具有良好的相容性、且不得含有氯盐,亚硝酸盐或其他对预应力筋有腐蚀作用的成分,减水剂应采用高效减水剂,应满足现行国家标准《混凝士外加剂》B80762008高效减水剂一等品的要求,其减水率应不小于20%。
②矿物掺合料的品种宜为Ⅰ级粉煤灰、粒化高炉矿渣粉或硅灰,膨胀剂宜采用钙矾石系或复合型膨胀剂,不得采用以铝粉为膨胀源的膨胀剂或总碱量0.75%以上的高碱膨胀剂。
③水不应含有对预应力筋或水泥有害的成分,每升水中不得含有350mg以上的氯化物离子或任何一种其他有机物,宜采用符合国家卫生标准的清洁饮用水。
④压浆材料中的氯离子含量应不超过胶凝材料总量的0.06%,比表面积应大于350m2/kg。三氧化硫含量应不超过6%。
(3)压浆前应在工地试验室对压浆材料加水进行试配,各种材料的称量(均以质量计)应精确到±1%。经试配的浆液其各项性能指标均应满足设计要求或《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2020的有关规定后方可用于正式压浆。
(4)压浆前应对孔道进行清洁处理;应对压浆设备进行清洗,清洗后的设备内不应有残渣和积水。
(5)压浆时,对曲线孔道和竖向孔道应从最低点的压浆孔压入;对结构或构件中以上下分层设置的孔道,应按先下层后上层的顺序进行压装,同一管道的压浆应连续进行。一次完成。压浆应缓慢、均匀地进行,不得中断,并应将所有最高点的排气孔依次打开和关闭,使孔道内排气通畅。
(6)浆液自拌制完成至压入孔道的持续时间不宜超过40min,且在使用前和压注过程中应连续搅拌,对因延迟使用所致流动度降低的水泥浆,不得通过额外加水增加其流动度。
(7)对水平或曲线孔道,压浆的压力宜为0.5~0.7MPa;对超长孔道,最大压力不宜超过1.0MPa;对竖向孔道,压浆的压力宜为03-0.4MPa。压浆的充溢度应达到孔道另一端饱满且排气孔排出与规定流动度相同的水泥浆为止,关闭出浆口后,宜保持一个不小于0.5MPa的稳压期,该稳压期的保持时间宜为3-5min。
(8)采用真空辅助压浆工艺时,在压浆前应对孔道进行抽真空,真空度宜稳定在-0.06~-0.10MPa范围内。真空度稳定后,应立即开启孔道压浆端的阀门,同时启动压浆泵进行连续压浆.
(9)压浆时。每一工作班应制作留取不少于3组尺寸为40mm×40mm×160mm的试件,标准养护28d,进行抗压强度和抗折强度试验,作为质量评定的依据。
(10)压浆过程中及压浆后48h内。结构或构件混凝土的温度及环境温度不得低于5℃,否则应采取保温措施、并应按冬期施工的要求处理,浆液中可适量掺用引气剂,但不得掺用防冻剂。当环境温度高于35℃时,压浆宜在夜间进行。
(11)压浆完成后,应及时对锚固端按设计要求进行封闭保护或防腐处理,需要封锚的锚具,应在压浆完成后对梁端混凝土凿毛并将其周围冲洗干净。设置钢筋网浇筑封锚混凝土;封锚应采用与结构或构件同强度的混凝土并应严格控制封锚后的梁体长度。长期外露的锚具应采取防锈措施。
(12)对后张预制构件,在孔道压浆前不得安装就位;压浆后,应在浆液强度达到规定的强度后方可移运和吊装。
(13)孔道压浆应填写施工记录。记录项目应包括;压浆材料、配合比、压浆日期、搅拌时间、出机初始流动度、浆液温度、环境温度、稳压压力及时间,采用真空辅助压浆工艺时尚应包括真空度。
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